Aminokislotalarning transaminatsiyasi ammiak hosil boʻlmasdan aminokislotalarning boshlangʻich moddasidan keto kislotaga molekulalararo oʻtish jarayonidir. Keling, ushbu reaktsiyaning xususiyatlarini, shuningdek, uning biologik ma'nosini batafsil ko'rib chiqaylik.
Kashfiyot tarixi
Aminokislotalarni transaminatsiyalash reaksiyasi 1927-yilda sovet kimyogarlari Kritsman va Brainshteyn tomonidan kashf etilgan. Olimlar mushak to'qimalarida glyutamik kislotaning dezaminatsiyasi jarayoni ustida ishladilar va mushak to'qimalarining gomogenatiga pirouzum va glutamik kislotalar qo'shilganda alanin va a-ketoglutar kislota hosil bo'lishini aniqladilar. Kashfiyotning o'ziga xosligi shundaki, bu jarayon ammiak hosil bo'lishi bilan birga bo'lmagan. Tajribalar davomida ular aminokislotalarning transaminatsiyasi teskari jarayon ekanligini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi.
Reaksiyalar davom etayotganda katalizator sifatida maxsus fermentlar ishlatilgan, ular aminoferazalar (transmaminazlar) deb atalgan.
Jarayon xususiyatlari
Transaminatsiyada ishtirok etadigan aminokislotalar monokarboksilik birikmalar bo'lishi mumkin. Laboratoriya tadqiqotlarida transaminatsiya mavjudligi aniqlandiasparagin va keto kislotalar bilan glutamin hayvonlar to'qimalarida uchraydi.
Aminoguruhni o'tkazishda faol ishtirok etish transaminazalarning koenzimi bo'lgan piridoksal fosfatni oladi. O'zaro ta'sir qilish jarayonida undan piridoksamin fosfat hosil bo'ladi. Fermentlar bu jarayonning katalizatori sifatida ishlaydi: oksidaza, piridoksaminaza.
Reaktsiya mexanizmi
Aminokislotalarning transaminatsiyasini sovet olimlari Shemyakin va Braunshteyn tushuntirgan. Barcha transaminazalarda piridoksal fosfat koenzimi mavjud. U tezlashtiradigan uzatish reaktsiyalari mexanizm jihatidan o'xshashdir. Jarayon ikki bosqichda davom etadi. Birinchidan, piridoksal fosfat aminokislotadan funktsional guruhni oladi, natijada keto kislotasi va piridoksamin fosfat hosil bo'ladi. Ikkinchi bosqichda u a-keto kislotasi bilan reaksiyaga kirishadi, piridoksal fosfat, tegishli keto kislotasi yakuniy mahsulot sifatida hosil bo'ladi. Bunday o'zaro ta'sirlarda piridoksal fosfat aminokislotalarning tashuvchisi hisoblanadi.
Aminokislotalarning ushbu mexanizm orqali transaminatsiyasi spektral tahlil usullari bilan tasdiqlangan. Hozirda tirik mavjudotlarda bunday mexanizm mavjudligining yangi dalillari mavjud.
Almashtirish jarayonlaridagi qiymat
Aminokislotalarning transaminatsiyasi qanday rol o'ynaydi? Ushbu jarayonning qiymati juda katta. Bu reaksiyalar kimyoviy, fizik,biologik omillar, D- va L-aminokislotalarga nisbatan mutlaq stereokimyoviy o'ziga xoslik.
Aminokislotalarning transaminatsiyasining biologik ma'nosi ko'plab olimlar tomonidan tahlil qilingan. U metabolik aminokislotalar jarayonlarida batafsil o'rganish mavzusiga aylandi. Tadqiqot jarayonida transdeaminatsiya yordamida aminokislotalarning transaminatsiyasi jarayonining mumkinligi haqida gipoteza ilgari surildi. Eyler hayvonlar to'qimalarida faqat L-glutamik kislota aminokislotalardan yuqori tezlikda dezaminlanishini, bu jarayon glutamatdehidrogenaza tomonidan katalizlanishini aniqladi.
Glutamik kislotaning dezaminlanishi va transaminatsiyasi jarayonlari qaytar reaktsiyalardir.
Klinik ahamiyati
Aminokislota transaminatsiyasi qanday ishlatiladi? Ushbu jarayonning biologik ahamiyati klinik sinovlarni o'tkazish imkoniyatidadir. Masalan, sog'lom odamning qon zardobida 15 dan 20 birlikgacha transaminazalar mavjud. Organik to'qimalarning shikastlanishi bo'lsa, hujayra destruktsiyasi kuzatiladi, bu esa lezyondan qonga transaminazalarning chiqishiga olib keladi.
Miokard infarktida, tom ma'noda 3 soatdan keyin aspartat aminotransferaza darajasi 500 birlikgacha oshadi.
Aminokislota transaminatsiyasi qanday ishlatiladi? Biokimyo transaminaza testini o'z ichiga oladi, uning natijalariga ko'ra bemorga tashxis qo'yiladi va aniqlangan kasallikni davolashning samarali usullari tanlanadi.
Maxsus to'plamlar kasalliklar klinikasida diagnostika maqsadida qo'llaniladilaktat dehidrogenaza, kreatin kinaz, transaminaza faolligini tez aniqlash uchun kimyoviy moddalar.
Gipertransaminazemiya buyraklar, jigar, oshqozon osti bezi kasalliklarida, shuningdek, uglerod tetraklorid bilan o'tkir zaharlanishda kuzatiladi.
Aminokislotalarning transaminatsiyasi va dezaminlanishi zamonaviy diagnostikada o'tkir jigar infektsiyalarini aniqlashda qo'llaniladi. Bu ba'zi jigar muammolarida alanin aminotransferaza keskin oshishi bilan bog'liq.
Transaminatsiya ishtirokchilari
Glutamik kislota bu jarayonda alohida o'rin tutadi. O'simlik va hayvon to'qimalarida keng tarqalishi, aminokislotalarning stereokimyoviy o'ziga xosligi va katalitik faolligi transaminazalarni tadqiqot laboratoriyalarida o'rganish mavzusiga aylantirdi. Barcha tabiiy aminokislotalar (metionindan tashqari) transaminatsiya jarayonida a-ketoglutar kislota bilan o'zaro ta'sir qiladi, natijada keto- va glutamik kislota hosil bo'ladi. U glutamatdehidrogenaza ta'sirida dezaminatsiyaga uchraydi.
Oksidativ dezaminatsiya imkoniyatlari
Bu jarayonning bevosita va bilvosita turlari mavjud. To'g'ridan-to'g'ri dezaminatsiya katalizator sifatida bitta fermentdan foydalanishni o'z ichiga oladi; reaktsiya mahsuloti keto kislotasi va ammiakdir. Bu jarayon kislorod borligini nazarda tutgan holda aerob yoki anaerob (kislorod molekulalarisiz) yo‘l bilan davom etishi mumkin.
Oksidlovchi dezaminlanishning xususiyatlari
Aminokislotalarning D-oksidazalari aerob jarayonning katalizatori, L-aminokislotalarning oksidazalari esa koenzim vazifasini bajaradi. Bu moddalar inson tanasida mavjud, lekin ular minimal faollikni ko'rsatadi.
Glutamik kislota uchun oksidlovchi dezaminlanishning anaerob varianti mumkin, glutamatdehidrogenaza katalizator vazifasini bajaradi. Bu ferment barcha tirik organizmlarning mitoxondriyalarida mavjud.
Bilvosita oksidlovchi dezaminlanishda ikki bosqich ajratiladi. Birinchidan, aminokislotalar dastlabki molekuladan keto birikmasiga o'tadi, yangi keto va aminokislotalar hosil bo'ladi. Keyinchalik, ketoskeleton o'ziga xos yo'llar bilan katabolizatsiyalanadi, trikarboksilik kislota aylanishida va to'qimalarning nafas olishida ishtirok etadi, yakuniy mahsulot suv va karbonat angidrid bo'ladi. Ochlik holatida glyukogen aminokislotalarning uglerod skeleti glyukoneogenezda glyukoza molekulalarini hosil qilish uchun ishlatiladi.
Ikkinchi bosqich aminokislotalarni deaminatsiyalash yo'li bilan yo'q qilishni o'z ichiga oladi. Inson tanasida xuddi shunday jarayon faqat glutamik kislota uchun mumkin. Ushbu o'zaro ta'sir natijasida a-ketoglutar kislota va ammiak hosil bo'ladi.
Xulosa
Aspartataminotransferaza va alaninaminotransferaza transaminatsiyasining ikkita fermenti faolligini aniqlash tibbiyotda qoʻllanilishini topdi. Ushbu fermentlar a-ketoglutar kislotasi bilan teskari ta'sir o'tkazishi, funktsional aminokislotalarni aminokislotalardan unga o'tkazishi,keto birikmalari va glutamik kislota hosil qiladi. Yurak mushaklari va jigar kasalliklarida bu fermentlarning faolligi oshishiga qaramay, maksimal faollik AST uchun qon zardobida, gepatitda esa ALTda topiladi.
Aminokislotalar oqsil molekulalari sintezida, shuningdek, organizmdagi metabolik jarayonlarni tartibga soluvchi boshqa ko'plab faol biologik birikmalar: gormonlar, neyrotransmitterlarning shakllanishida ajralmas hisoblanadi. Bundan tashqari, ular oqsil bo'lmagan azot o'z ichiga olgan moddalar, jumladan xolin, kreatin sintezida azot atomlarining donorlari.
Aminokislotalarning ketabolizmidan adenozin trifosfor kislotasi sintezi uchun energiya manbai sifatida foydalanish mumkin. Aminokislotalarning energiya funktsiyasi ochlik jarayonida, shuningdek, diabetes mellitusda alohida ahamiyatga ega. Aminokislotalar almashinuvi tirik organizmda sodir bo'ladigan ko'plab kimyoviy o'zgarishlar o'rtasida bog'lanishni o'rnatish imkonini beradi.
Inson tanasida taxminan 35 gramm erkin aminokislotalar mavjud va ularning qon tarkibi 3565 mg/dL ni tashkil qiladi. Ularning katta miqdori tanaga oziq-ovqat bilan kiradi, bundan tashqari, ular o'z to'qimalarida bo'ladi, ular uglevodlardan ham hosil bo'lishi mumkin.
Ko'pgina hujayralarda (eritrositlardan tashqari) ular nafaqat oqsil sintezi, balki purin, pirimidin nukleotidlari, biogen aminlar, membrana fosfolipidlarini hosil qilish uchun ham ishlatiladi.
Kun davomida inson organizmida 400 g ga yaqin protein birikmalari aminokislotalarga parchalanadi va teskari jarayon taxminan bir xil miqdorda sodir boʻladi.
Matooqsillar katabolizm holatida boshqa organik birikmalar sintezi uchun aminokislotalarning xarajatlarini bajara olmaydi.
Evolyutsiya jarayonida insoniyat o'z-o'zidan ko'plab aminokislotalarni sintez qilish qobiliyatini yo'qotdi, shuning uchun tanani ular bilan to'liq ta'minlash uchun bu azot o'z ichiga olgan birikmalarni oziq-ovqatdan olish kerak.. Aminokislotalar ishtirok etadigan kimyoviy jarayonlar hali ham kimyogarlar va shifokorlarning o'rganish mavzusidir.
