5.Непротеиногенные аминокислоты. Производные аминокислот.
Производные АК:
Дипептиды
Методами
пептидного синтеза получают многие
практически важные препараты для
медицины и сельского хозяйства. К ним
относятся дипептиды, применяемые в
качестве иммуно-стимулирующих и
антигепертензивных средств нового
поколения.
Разработаны условия
получения следующих дипептидов:
L-лизил-L-глутаминовая кислота являющаяся потенциально эффективным иммуностимулирующим средством.
Разработан и экспериментально проверен многостадийный процесс синтеза N2-(1-карбокси-3-фенилпропил)-L-лизил-L-пролина - международное название "лизиноприл" - ингибитора ангиотен-зинконвертирующего фермента, на основе которого получают в промышленном масштабе широко известные антигипертензивные средства
Соли аминокислот
Аминокислоты, содержащие в молекуле одновременно карбоксильную или сульфогруппу и аминную группу, способны образовывать по этим группам два вида солей. N-ацил-L-аминокислоты
Ацилированные по аминогруппе α-аминокислоты, молекулы которых включают амидную и карбоксильную группы, являются биологически активными веществами. Они обладают широким спектром терапевтического действия. Их вводят в состав кос-метических средств по уходу за кожей и волосами, используют как промежуточные соединения для пептидного синтеза.
Эфиры аминокислот
Синтезированы эфиры аминокислот, применяемые как промежуточные в пептидном синтезе.
Азометины
Получен
ряд азометинов на основе валина и
лейцина - перспективных реагентов для
синтеза разнообразных производных
аминокислот.
6.Катаболизм аминокислот.
Аминокислоты, образующиеся при переваривании белков и поступающие в клетки тканей, подвергаются катаболизму и анаболизму, а также специфическим реакциям, в результате которых синтезируются биологически активные соединения.
Катаболизм большинства аминокислот начинается с Отщепления α-аминогруппы.Аминокислота теряет аминогруппу в результате двух типов реакций: трансаминирования и дезаминирования.
А. Трансаминирование
Трансаминирование - реакция переноса α-аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминокислота. Константа равновесия для большинства таких реакций близка к единице (Кр~1,0), поэтому процесс трансаминирования легко обратим (см. схему А).
Реакции катализируют ферменты аминотрансферазы, коферментом которых служит пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В6 (пиридоксина, см. раздел 3) (см. схему Б).
Аминотрансферазы обнаружены как в цитоплазме, так и в митохондриях клеток эукариот. Причём митохондриальные и цитоплазматические формы ферментов различаются по физико-химическим свойствам. В клетках человека найдено более 10 аминотрансфераз, отличающихся по субстратной специфичности. Вступать в реакции трансаминирования могут почти все аминокислоты,за исключением лизина, треонина и пролина.
Схема А
Схема Б
1. Механизм реакции
Аминотрансферазы - классический пример ферментов, катализирующих реакции, протекающие по механизму типа "пинг-понг" (см. раздел 2). В таких реакциях первый продукт должен уйти из активного центра фермента до того, как второй субстрат сможет к нему присоединиться.
Активная форма аминотрансфераз образуется в результате присоединения пиридоксальфосфата к аминогруппе лизина прочной альдиминной связью (рис. 9-6). Лизин в положении 258 входит в состав активного центра фермента. Кроме того, между ферментом и пиридоксальфосфатом образуются ионные связи с участием заряженных атомов фосфатного остатка и азота в пиридиновом кольце кофермента.
Пиридоксальфосфат в данном случае служит переносчиком аминогрупп. При этом наиболее важную роль играет его альдегидная группа, которая может обратимо присоединять различные амины с образованием шиффовых оснований. Реакции трансаминирования проходят в 2 стадии, во время которых пиридрксальфосфат претерпевает обратимые превращения между свободной альдегидной формой (ПФ) и аминированной формой (пиридоксаминфосфат).
Последовательность реакций трансаминирования представлена ниже.
На первой стадии к пиридоксальфосфату в активном центре фермента с помощью альдиминной связи присоединяется аминогруппа от первого субстрата - аминокислоты. Образуются комплекс фермент-пиридокса-минфосфат и кетокислота - первый продукт реакции. Этот процесс включает промежуточное образование 2 шиффовых оснований.
На второй стадии комплекс фермент-пиридоксаминфосфат соединяется с кетокислотой (вторым субстратом) и снова через промежуточное образование 2 шиффовых оснований передаёт аминогруппу на кетокислоту. В результате фермент возвращается в свою нативную форму, и образуется новая аминокислота - второй продукт реакции. Если альдегидная группа пиридоксальфосфата не занята аминогруппой субстрата, то она образует шиффово основание (альдимин) с ε-аминогруппой радикала лизина в активном центре фермента (см. схему на с. 471).