 |
Обезвреживание аммиака и биогенных аминов
|
|
|
|
Накопление биогенных аминов может отрицательно сказаться на физиологическом статусе и вызывать ряд существенных нарушений функций в организме.
Однако органы и ткани обладают специальным механизмом обезвреживания биогенных аминов. В данном случае биогенные амины подвергаются окислительному дезаминированию. Катализируют эти реакции ФАД – зависимые моноаминооксидазы и диаминоксидазы:
Как уже упоминалось выше, у растений амины могут использоваться для биосинтеза алкалоидов.
Аммиак, выделяющийся в реакциях дезаминирования и окисления биогенных аминов, является высокотоксичным соединением.
Один из путей связывания и обезвреживания аммиака в организме животных и растений – это биосинтез глутамина и аспарагина, а также восстановительное аминирование a-кетокислот (см. реакции биосинтеза аминокислот).
У человека, а также всех млекопитающих, амфибий и ряда других животных основным механизмом обезвреживания аммиака является биосинтез мочевины. Мочевина выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, азотного обмена.
Обезвреживание образующегося при дезаминировании аминокислот аммиака в виде мочевины свойственно не только животным, но также и различным представителям растительного мира. Исследования показали, что мочевина в растениях играет роль, аналогичную аспарагину и глутамину, т.е. является источником азота для построения белков в случае, если в растении появляется достаточное количество углеводов. Использование мочевины растениями и микроорганизмами для целей синтеза осуществляется благодаря наличию в них чрезвычайно активной уреазы, гидролизующей мочевину с образованием аммиака и угольной кислоты.
|
|
|
Механизм образования мочевины получил название орнитинового цикла мочевинообразования Кребса.
Орнитиновый цикл мочевинообразования
Мочевина в организме синтезируется из NН3 и СО2. Поступление СО2 и АТФ, необходимых для образования мочевины, обеспечивается работой цикла ди- и трикарбоновых кислот
У животных организмов процесс мочевинообразования протекает в печени. На первом этапе синтезируется макроэргическое соединение карбамоилфосфат – метаболически активная форма аммиака:
Затем карбамоилфосфат конденсируется с орнитином, образуя цитруллин:
В следующей реакции цитруллин конденсируется с аспарагиновой кислотой – вторым источником азота в цикле мочевины – с образованием аргининсукцината:
Аргининсукцинат затем расщепляется на аргинин и фумаровую кислоту:
Завершающей стадией синтеза мочевины является гидролиз аргинина:
Реакции орнитинового цикла до стадии образования цитрулина проис-ходят в митохондриях, а последующие стадии – в цитозоле.
Суммарное уравнение биосинтеза мочевины:
СО2 + NH3 + Аспартат + 3АТФ + 2Н2О ®
СО(NH2)2 + фумарат + 2(АДФ +Н3РО4) + АМФ + Н4Р2О7
Таким образом, в молекуле мочевины одна группа NH2 образуется за счет NH3, полученного при распаде аминокислот, вторая – за счет NH2-группы аспарагиновой кислоты. Таким путем NH2-группа любой аминокислоты может включаться в мочевину.
Для пополнения аспарагиновой кислоты фумарат вступает в цикл Кребса и под действием фермента фумаразы присоединяет воду, образуя яблочную кислоту. При участии малатдегидрогеназы яблочная кислота окисляется в оксалоацетат, последний – в реакции трансаминирования с глутаминовой кислотой вновь образует аспарагиновую кислоту.
Список используемой литературы
1. Березов Т.Т. Биологическая химия: Учебник для вузов/ Т.Т. Березов, Б.Ф.Коровкин. –3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998. – 704 с.
|
|
|
2. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. – М.: Ангар, 1999. – 512 с
3. Жеребцов Н.А., Попова Т.Н., Артюхов В.Г. Биохимия: Учебник. – Воронеж: Из-во ВГУ, 2002. – 696 с.
4. Биохимия растительного сырья. /Под. ред. В.Г. Щербакова.– М.: Колос, 1999. – 376 с.
5. Ленинджер А. Биохимия. – М.: Мир, 1999. Т1.-3.
6. Основы биохимии. /Под ред. Анисимова. – М.: Высшая школа, 1986. – 551 с.
7. Кретович В.Л. Биохимия растений. – М.: Высшая школа, 1986. – 503 с.
8. Комов В.П. Биохимия: Учеб. для вузов (В.П. Комов, В.Н.Шведова). – М.: Дрофа, 2004. – 640 с.
|
|
|
