Вопрос 62. Образование α-аминокислот из α-кетокислот: восстановительное аминирование, транс-аминирование (переаминирование).
В обратном направлении протекает реакция восстановительного аминирования альфа-оксокислот. Например, всегда содержащаяся в клетках альфа-оксоглутаровая кислота (как продукт метаболизма углеводов) превращается этим путем в L-глутаминовую кислоту.
Трансаминирование. Это основной путь биосинтеза аминокислот из оксокислот. Донором аминогруппы служит аминокислота, имеющаяся в клетках в достаточном количестве или избытке, а ее акцептором — оксокислота. Аминокислота при этом превращается в оксокислоту, а оксокислота — в аминокислоту с соответствующим строением радикалов. В итоге трансаминирование представляет собой обратимый процесс взаимообмена амино- и оксогрупп. Пример такой реакции — получение глутаминовой кислоты из оксоглутаровой кислоты. Донорной аминокислотой может служить, например, аспарагиновая кислота.
Ряд важных химических превращений аминокислот, осуществляемых в организме под действием различных ферментов, имеют общий механизм, обусловленный участием одного и того же кофермента — пиридоксальфосфата. Пиридоксальфосфат:
прочно связан с ферментом ковалентной связью. Пиридоксальфосфат и аминокислота образуют альдимин I путем взаимодействия альдегидной группы кофермента и аминогруппы аминокислоты.
В альдимине I электронная плотность сопряженной системы смещена к протонированному пиридиновому атому азота, за счет чего возникает сильная поляризация связей альфа-углеродного атома аминокислоты. В зависимости от того, какая из этих трех связей будет принимать участие в дальнейшей реакции (что определяется природой фермента), в конечном счете могут осуществляться процессы трансаминирования, декарбоксклирования, элиминирования, рацемизации, альдольного расщепления и др. Общность этих существенно различающихся по конечному результату процессов заключается в том, что каждый из них реализуется через стадию образования альдимина I.
Вопрос 63.Гидрокси- и аминокислоты как гетерофункциональные соединения. Реакции α-гидроксикислот с галогенгидридами, спиртами, аммиаком, щелочами, пентахлоридом фосфора (PCl5), декарбоксилирования, окисления.
Вопрос 64. Окислительное и неокислительное дезаминирование α-аминокислот.Декарбоксилирование α-аминокислот-путь к образованию биогенных аминов: коламина, гистамина, триптамина, серотонина, кадаверина, путресцина, β-аланина; их биологическое значение. Указать центры основности и кислотности в молекулах указанных аминов.
Окислительное дезаминирование.
1.дегидрирование (окисление) глутаминовой кислоты до иминоглутаровой кислоты.
2.гидролиз, в результате которого получаются оксоглутаровая кислота и аммиак. Стадия гидролиза протекает без участия фермента. Образующийся аммиак включается в цикл мочевины.
Декарбоксилирование. Процесс декарбоксилирования аминокислот ведет к образованию биогенных аминов.
Аминокислоты содержит в альфа-положении к карбоксильной группе электроноакцепторную аминогруппу (точнее, протонированную аминогруппу), в связи с чем способны к декарбоксилированию. В лабораторных условиях эта реакция протекает при нагревании аминокислот в присутствии поглотителей диоксида углерода, например гидроксида бария Ва(ОН)2
.( альфа аминокислота
,например лизин
=>(над
стрелкой+ВаОН2) и получаются биогенные
амины-
Биогенные амины
— вещества, обычно образующиеся в
организме животных или растений из
аминокислот при их декарбоксилировании.
токсичные вещества, яды,
продукты гниения
(Также
предполагается, что триптамин играет
роль нейромедиатора
в головном мозге
млекопитающих)
(входят
в состав рибосом,
участвуя в
поддержании их структуры)
(Содержится в
продуктах гнилостного распада белков;
образуется из
лизина
при его ферментативном
декарбоксилировании.)
(облегчает
двигательную активность)
(
Свободный гистамин
обладает высокой активностью: он вызывает
спазм гладких мышц (включая мышцы
бронхов), расширение капилляров
и понижение
артериального давления Гистамин вызывает
усиление секреции желудочного
сока.)
Вопрос 65. Гидрокси- и аминокислоты как гетерофункциональные соединения. Специфические реакции, протекающие при нагревании α-,β-, γ-амино- и α-,β-, γ-гидроксикислот. Гидролиз циклических производных: дикетопиперазинов, лактидов, лактонов и лактамов в кислой и щелочной среде.
1. Альфа-гидрокси- и альфа-аминокислоты. При нагревании эти соединения претерпевают межмолекулярную дегидратацию с образованием шестичленных кислород- и азотсодержащих гетероциклов — лактидов и дикетопиперазинов соответственно. Особое свойство альфа-гидроксикислот заключается в способности разлагаться при нагревании в присутствии минеральных кислот с образованием карбонильных соединений и муравьиной кислоты.
Гликолевая кислота НО-СН2-СООН - простейший представитель гидроксикислот. Встречается в овощах и фруктах, например свекле и винограде.
Молочная кислота СН3-СН(ОН)-СООН - одна из важнейших гидроксикислот. Известна как продукт молочнокислого брожения лактозы, содержащейся в молоке, и других углеводов, входящих в состав овощей и плодов. Ее соли называют лактатами.
1. Бета-гидрокси- и бета-аминокислоты. Характерным общим свойством этих соединений является способность к внутреннему молекулярному элиминированию воды или соответственно аммиака с образованием ненасыщенных кислот. Например, при нагревании бета-гидроксимасляной и бета-аминомасляной кислот образуется кротоновая кислота.
Важной стадией в метаболизме жирных кислот является окисление гидроксикислот в виде производных кофермента А в производные оксокислот при участии кофермента НАД.
Бета-гидроксимасляная кислота CH3-CН(ОН)-CН2-CООН как промежуточный продукт окисления жирных кислот накапливается в организме у больных сахарным диабетом, являясь, в свою очередь, предшественником ацетоуксусной кислоты.
Аминопропионовая кислота Н2N-СН2-СH2-СООН (аланин) - входит в состав пантотеновой кислоты — компонента кофермента А.
2. Гамма-гидрокси- и гамма-аминокислоты. Эти кислоты, как и кислоты с более удаленным расположением функциональных групп, при нагревании претерпевают внутримолекулярную дегидратацию с образованием соответствующих дициклических соединений. Из гидроксикислот при этом получаются сложные внутренние циклические эфиры — лактоны, (только 1ую ренакцию след картинки)
