Transaminace - Transamination

Aminotransferová reakce mezi aminokyselina a alfa-keto kyselinu

Transaminace, chemická reakce, která přenáší aminoskupina do a ketokyselina za vzniku nových aminokyselin. Tato cesta je zodpovědná za deaminaci většiny aminokyselin. Toto je jedna z hlavních degradačních cest, které se konvertují esenciální aminokyseliny na neesenciální aminokyseliny (aminokyseliny, které si organismus může syntetizovat de novo).

Transaminaci v biochemii zajišťují tzv. Enzymy transaminázy nebo aminotransferázy. α-ketoglutarát působí jako převládající akceptor aminoskupin a produkuje glutamát jako nová aminokyselina.

Aminokyselina + α-ketoglutarát ↔ α-ketokyselina + Glutamát

Glutamátová aminoskupina se zase převede na oxaloacetát ve druhé transaminační reakci, čímž se získá aspartát.

Glutamát + oxaloacetát ↔ α-ketoglutarát + aspartát

Mechanismus akce

Transaminace katalyzovaná aminotransferázou probíhá ve dvou fázích. V prvním kroku se a aminoskupina aminokyseliny přenáší na enzym za vzniku odpovídající alfa-keto kyseliny a aminovaného enzymu. Během druhého stupně se aminoskupina přenese na akceptor keto kyseliny, přičemž se při regeneraci enzymu vytvoří produkt aminokyseliny. The chirality aminokyseliny se stanoví během transaminace. Pro dokončení reakce vyžadují aminotransferázy účast koenzymu obsahujícího aldehyd, pyridoxal-5'-fosfát (PLP), derivát pyridoxinu (Vitamin B₆). Aminoskupina je přizpůsobena přeměnou tohoto koenzymu na pyridoxamin-5'-fosfát (PMP). PLP je kovalentně navázán na enzym prostřednictvím vazby Schiffovy báze vytvořené kondenzací jeho aldehydové skupiny s e-aminoskupinou enzymatického Lys zbytek. Schiffova báze, která je konjugována s enzymy pyridiniový kruh, je ohniskem aktivity koenzymu.

Ping Pong Bi Bi mechanismus transaminace katalyzované enzymem závislým na PLP. Aminotransferázová reakce probíhá ve dvou fázích skládajících se ze tří kroků: transiminace, tautomerizace a hydrolýza. V první fázi se alfa aminoskupina aminokyseliny přenáší na PLP za vzniku alfa ketokyseliny a PMP. Ve druhé fázi reakce, ve které je aminoskupina PMP přenesena na jinou alfa ketokyselinu, čímž se získá nová alfa aminokyselina a PLP.

Produkt transaminačních reakcí závisí na dostupnosti α-keto kyselin. Výrobky obvykle jsou alanin, aspartát nebo glutamát, protože jejich odpovídající alfa-keto kyseliny jsou produkovány prostřednictvím metabolismu paliv. Být hlavní cestou degradace aminokyselin, lysin, prolin a threonin jsou jediné tři aminokyseliny, které ne vždy procházejí transaminací a spíše používají příslušnou dehydrogenázu.

Alternativní mechanismus

Druhý typ transaminační reakce lze popsat jako nukleofilní substituci jednoho aminu nebo amidového aniontu na amin nebo amonnou sůl.^[1] Například útok primárního aminu aniontem primárního amidu lze použít k přípravě sekundárních aminů:

RNH₂ + R'NH⁻ → RR'NH + NH₂⁻

Symetrické sekundární aminy lze připravit za použití Raneyova niklu (2RNH₂ → R.₂NH + NH₃). A konečně lze kvarterní amonné soli dealkylovat pomocí ethanolaminu:

R₄N⁺ + NH₂CH₂CH₂OH → R₃N + RN⁺H₂CH₂CH₂ACH

Aminonaftaleny také procházejí transaminacemi.^[2]

Druhy aminotransferázy

Transaminace je zprostředkována několika různými aminotransferázovými enzymy. Ty mohou být specifické pro jednotlivé aminokyseliny nebo mohou být schopné zpracovat skupinu chemicky podobných. Posledně uvedené platí pro skupinu aminokyselin s rozvětveným řetězcem, která zahrnuje leucin, isoleucin a valin. Dva běžné typy aminotransferáz jsou alaninaminotransferáza (ALT) a aspartátaminotransferáza (AST).

Reference

• Smith, M. B. a March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5. vydání. Wiley, 2001, str. 503. ISBN  0-471-58589-0 • Gerald Booth „Deriváty naftalenu“ v Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10,1002 / 14356007.a17_009

Voet & Voet. „Biochemie“ Čtvrté vydání

externí odkazy

• Biosyntéza aminokyselin
• Chemická logika za degradací aminokyselin a močovinovým cyklem