ГЛАВА 18. Разрушение аминокислот и цикл мочевины

Избыток аминокислот относительно того их количества, которое требуется для синтеза белков и других биомолекул, в отличие от жирных кислот и глюкозы не может запасаться и не выделяется из организма. Избыточные аминокислоты используются как метаболическое топливо, -Аминогруппа при этом отделяется, а остающийся углеродный скелет превращается в основные промежуточные продукты обмена веществ. Большинство аминогрупп избыточных аминокислот расходуется на образование мочевины, тогда как их углеродные скелеты трансформируются в пируват или один из промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот. Следовательно, жирные кислоты, кетоновые тела и глюкоза могут быть образованы из аминокислот.

18.1. а-Аминогруппы превращаются в ион аммония при окислительном дезаминировании глутамата

У млекопитающих аминокислоты разрушаются в основном в печени. Сначала мы рассмотрим судьбу -аминогруппы, затем судьбу углеродного скелета. -Аминогруппа

большинства аминокислот переносится на -оксоглутарат с образованием глутамата, который подвергается далее окислительному дезаминированию с образованием

Перенос -аминогруппы от -аминокислоты на -оксокислоту катализируется аминотрансферазами, называемыми также трансаминазами.

Глутамат-аминотрансфераза, наиболее

важный из этих ферментов, катализирует перенос аминогруппы на -оксоглутарат,

Аланин-аминотрансфераза, также преобладающая в тканях млекопитающих, катализирует перенос аминогруппы на пируват.

Образовавшийся при этом аланин может передавать свою аминогруппу на -оксоглу-тарат с образованием глутамата. Две названные аминотрансферазы играют роль своего рода «воронок», направляющих аминогруппы от различных аминокислот в глутамат для последующего превращения в

Ион аммония образуется из глутамата путем окислительного дезаминирования. Реакция катализируется глутамат-дегидрогеназой, которая обладает необычной способностью использовать как NAD+ , так и NADP+.

Активность глутаматдегидрогеназы регулируется аллостерически. Фермент позвоночных состоит из шести идентичных субъединиц, способных к дальнейшей полимеризации. Гуанозинтрифосфат (GTP) и аденозинтрифосфат (АТР) являются аллостерическими ингибиторами, тогда как гуанозиндифосфат (GDP) и аденозиндифосфат (ADP) служат аллостерическими активаторами. Следовательно, снижение энергетического заряда ускоряет окисление аминокислот.

Превращения, катализируемые амино-трансферазами и глутамат-дегидрогеназой, описываются следующей суммарной реакцией:

(см. скан)

У сухопутных позвоночных превращается в мочевину, которая затем выделяется с мочой. Синтез мочевины мы рассмотрим в дальнейшем.