Возможные пути превращений аминокислот

Реакции превращения аминокислот в клетке условно разделяют на три части, в зависимости от реагирующей группы:

• по боковой цепи (радикалу) (перейти),
• по карбоксильной группе (перейти),
• с участием аминогруппы (перейти).

Аминокислоты надо переносить через мембраны

Перенос аминокислот через мембраны клеток, как при всасывании из полости кишечника в энтероциты, так и при переходе из крови в клетки различных тканей, осуществляется при помощи двух механизмов: вторичный активный транспорт и глутатионовая транспортная система.

Транспорт аминокислот через мембраны

Вторичный активный транспорт

Вторичный активный транспорт – это перенос веществ, в данном случае аминокислот, с использованием градиента концентрации натрия между внутренней и наружной сторонами клеточной мембраны.

Вторичный активный транспорт основан на использовании низкой концентрации ионов натрия внутри клеток, создаваемой мембранным ферментом Na⁺, K⁺-АТФазой. Специфический белок-транспортер связывает на апикальной поверхности энтероцитов аминокислоту и ион натрия. Важно то, что в отсутствие натрия аминокислота не в состоянии связаться с белком-переносчиком.

Затем, изменив свое положение в мембране, белок отдает ион натрия в цитозоль по градиенту концентрации. Сразу после этого аминокислота теряет связь с белком и остается в цитоплазме.

Вторичный активный транспорт аминокислот через мембраны

В настоящее время выделяют 5 транспортных систем:

· для крупных нейтральных, в том числе алифатических и ароматических аминокислот,

· для малых нейтральных – аланина, серина, треонина,

· для основных аминокислот – аргинина и лизина,

· для кислых аминокислот – аспартата и глутамата,

· для малых аминокислот – глицина, пролина и оксипролина.

Глутатионовая система транспорта

Второй способ переноса аминокислот внутрь клетки происходит в комплексе с глутатионом при помощи фермента γ -глутамилтрансферазы.

Транспорт аминокислот при участии глутатиона

Переносчиком некоторых аминокислот ( обычно нейтральных ) по этой схеме является трипептид глутатион (γ -глутамилцистеилглицин). При взаимодействии глутатиона с аминокислотой на внешней стороне клеточной мембраны при участии глутамилтрансферазы. γ -Глутамильный остаток связывает аминокислоту и происходит ее перемещение внутрь клетки. Глутатион при этом распадается на составляющие. После отделения аминокислоты происходит ресинтез глутатиона.

Аминокислоты могут давать энергию

Поскольку в организме присутствует 20 протеиногенных и еще больше непротеиногенных аминокислот, которые отличаются друг от друга строением бокового радикала, то существует аналогичное количество специфических путей для их катаболизма их боковой группы. Но, тем не менее, все эти пути сливаются и сходятся к шести продуктам, которые вступают в ЦТК и здесь полностью окисляются до углекислого газа и воды с выделением энергии. Из общего количества энергии, образующейся в организме, на долю аминокислот приходится около 10%.

Пути превращений аминокислот по боковой цепи

При определенных условиях углеродный скелет аминокислот не распадается, а участвует в синтезе углеводов ( глюкогенные аминокислоты ) и липидов ( кетогенные аминокислоты ).

К глюкогенным относятся аминокислоты (их большинство), при распаде которых образуются пируват и метаболиты ЦТК, например, оксалоацетат или α -кетоглутарат.

Строго кетогенными являются лизин и лейцин, при их окислении образуется исключительно ацетил-S-КоА. Он принимает участие в синтезе кетоновых тел, жирных кислот и холестерола.

Также выделяют небольшую группу смешанных аминокислот, из них образуется пируват, метаболиты ЦТК и ацетил-S-КоА (фенилаланин, тирозин, изолейцин, триптофан).

Нейромедиаторы образуются из аминокислот

Синтез нейромедиаторов из аминокислот в первую очередь связан с вовлечением в метаболизм α -карбоксильной группы аминокислот или, проще говоря, ее удалением.

Гистамин

Реакция образования гистамина наиболее активно идет в тучных клетках легких, кожи, печени, базофилах и эозинофилах. В них гистамин синтезируется и накапливается в секреторных гранулах.

Реакция синтеза гистамина

В кровь гистамин выделяется при повреждении ткани, при ударе, при электрическом раздражении. В клинической практике секреция гистамина обычно связана с аллергиями – при повторном попадании антигена в ранее сенсибилизированный организм развивается аллергическая реакция.

Физиологические эффекты

· расширение артериол и капилляров и, как следствие, покраснение кожи, снижение артериального давления;

· повышение проницаемости стенки капилляров и, как следствие, выход жидкости в межклеточное пространство (отечность), снижение артериального давления;

· если предыдущие пункты имеют место в головном мозге – повышение внутричерепного давления;

· увеличивает тонус гладких мышц бронхов, как следствие – спазм и удушье;

· слабо повышает тонус мышц желудочно-кишечного тракта;

· стимулирует секрецию слюны и желудочного сока.

Серотонин

Серотонин активно синтезируется в тучных клетках кожи, легких, печени, в селезенке, ЦНС.

Реакции синтеза серотонина

Физиологические эффекты

· стимулирует сокращение гладких мышц желудочно-кишечного тракта и, как следствие, повышение перистальтики ЖКТ;

· выражено стимулирует сокращение гладких мышц сосудов, кроме сосудов миокарда и скелетных мышц и, как следствие, повышение артериального давления;

· слабо увеличивает тонус гладких мышц бронхов;

· в центральной нервной системе является тормозным медиатором;

· в периферических нервных окончаниях обуславливает возникновение боли и зуда (например, при укусе насекомых).

Гамма-аминомасляная кислота

Синтез γ -аминомасляной кислоты (ГАМК) происходит исключительно в центральной нервной системе – в подкорковых образованиях головного мозга.

Реакция синтеза ГАМК

Физиологические эффекты

В центральной нервной системе ГАМК (наряду с глутаминовой кислотой) является тормозным медиатором. Наиболее высока ее роль в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и гипоталамических ядрах, черной субстанции, ядрах мозжечка.

Дофамин

Синтез дофамина происходит в основном в нейронах промежуточного и среднего мозга.

Реакции синтеза дофамина

Физиологические эффекты

Является медиатором дофаминовых рецепторов в подкорковых образованиях ЦНС, в больших дозах расширяет сосуды сердца, стимулирует частоту и силу сердечных сокращений, расширяет сосуды почек, увеличивая диурез.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒