Курс лекций Дисциплина «Б иохимия» Специальности 240902 «Пищевая биотехнология»


Пути синтеза аминокислот (прямое аминирование и переаминирование)



страница58/75
Дата28.12.2019
Размер3.88 Mb.
ТипКурс лекций
1   ...   54   55   56   57   58   59   60   61   ...   75
2. Пути синтеза аминокислот (прямое аминирование и переаминирование).

Еще сравнительно недавно считали, что биосинтез аминокислот может происходить только в надземных частях растений. Однако последующие исследования показали, что новообразование аминокислот может происходить и в подземных органах растений. При нормальных условиях развития главным путем превращения аммиака в органические соединения азота является образование аминокислот. В результате биосинтеза аминокислот было выяснено, что аммиак чаще всего реагирует с кетокислотами. Эта реакция прямого аминирования кетокислот аммиаком – основной путь синтеза аминокислот в растениях.

Реакция синтеза аминокислот идет в две фазы:

NH

1) R–COCOOH + NH3 R–C + H2O



кетокислота СООН

иминокислота


NH

2) R–C + 2 Н R–CНNH2СООН

СООН

иминокислота НАДФ*Н2 НАДФ аминокислота


На 1-й фазе кетокислота, присоединяя аммиак, образует иминокислоту. На 2-й фазе иминокислота восстанавливается и дает аминокислоту. Эта реакция идет под действием какого-либо восстанавливающего агента, например НАДФ*Н2 или НАД*Н2. Следовательно, для первичного синтеза аминокислот необходимы аммиак и кетокислоты. Основными процессами, которые приводят к образованию кетокислот, являются цикл Кребса и реакции анаэробного распада углеводов. Прямое аминирование кетокислот аммиаком – первая и наиболее важная реакция биосинтеза аминокислот. В процессе восстановительного аминирования наиболее активен фермент глутаматдегидрогеназа, который катализирует реакцию синтеза глутаминовой кислоты:

СООНСН2СН2СОСООН + NН3 + 2Н СООНСН2СН2СНNН2СООН + Н2О

-кетоглутаровая глутаминовая кислота

кислота
Глутаматдегидрогеназа в качестве активной группы содержит НАД и НАДФ, она может с разной скоростью катализировать восстановительное аминирование -кетоглутаровой, пировиноградной, -кетомасляной, -кетовалериановой, -кетокапроновой и некоторых других кислот. Из растений были выделены и другие ферментные препараты, которые катализируют реакции прямого аминирования кетокислот аммиаком. Все они относятся к дегидрогеназам, и для их действия необходимы НАД*Н2 или НАДФ*Н2.

Аспарагиновая кислота может образоваться также при прямом присоединении аммиака к фумаровой кислоте. Реакция катализируется ферментом аспаратаммиаклиазой:

СООНСН=СНСООН+ NН3 СООНСН2СНNН2СООН


Аммиак является ядом для растений, и при накоплении большого количества его может наблюдаться отравление тканей растений. Поэтому организмы вынуждены его обезвреживать. Одна из основных реакций, приводящих к связыванию аммиака, – использование его для синтеза аминокислот. Но аммиака, как правило, больше, чем требуется для синтеза аминокислот. Избыточный аммиак обезвреживается при образовании амидов – аспарагина и глутамина. Исходными веществами для биосинтеза глутамина и аспарагина являются соответственно глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Синтез глутамина идет при участии АТФ и катализируется ферментом глутаминсинтетазой, которая широко распространена в тканях растений, грибов, бактерий и животных:

СООН СОNН2

СН2 СН2

СН2 + NН3 + АТФ СН2 + АДФ + Н3РО4

СНNН2 СНNН2

СООН СООН



глутаминовая кислота

глутамин

Энергия в этой реакции необходима для биосинтеза амидной связи. Биосинтез глутамина – довольно сложный процесс. Он состоит из четырех, а может быть, и более реакций. Детали этого процесса и промежуточные продукты еще не выяснены. Аналогичным путем происходит синтез аспарагина под действием аспарагинсинтетазы:

СООНСН2СНNН2СООН+NН3+АТФ СОNН2СН2СНNН2СООН + АДФ + Н3РО4

аспарагиновая кислота

аспарагин

Более просто обезвреживается аммиак в растениях с кислым клеточным соком и высоким содержанием яблочной, щавелевой, лимонной и других кислот (бегония, щавель). У этих растений аммиак обезвреживается главным образом его связыванием в виде аммонийных солей органических кислот:

СООНСНОНСН2СООН + NН3 СООНСНОНСН2СООNН4


яблочная кислота

яблочно-кислый аммоний

СООН СООNН4

+ NН3

СООН СООН



щавелевая кислота

щавелево-кислый аммоний

Синтез аминокислот путем прямого аминирования кетокислот аммиаком возможен лишь для ограниченного числа аминокислот, у которых в растениях имеются кетоаналоги. Образование большинства других кетокислот происходит либо в результате реакции переаминирования, либо в результате взаимных превращений аминокислот.




Каталог: file -> chair -> chemistry -> study
chair -> Учебное пособие Орел-2013 удк ббк м
chair -> Разработка технологии вкусоароматических добавок с применением сенсорных технологий
chair -> Курсантов вузов мвд россии, обучающихся по профилю гиббд
chair -> «Теория и методика культурно-досуговой деятельности»
study -> Лекция №1. Микробиология в пищевой промышленности. Проблемы систематики в микробиологии. Вопросы
chair -> История физической культуры и спорта
chair -> Секция Методологические и учебно-методические проблемы повышения квалификации, подготовки и переподготовки специалистов в сфере физической культуры, спорта и туризма
chair -> Т. В. Матвеева С. Я. Корячкина


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   54   55   56   57   58   59   60   61   ...   75


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница