Transaminimi i aminoacideve është procesi i transferimit ndërmolekular nga substanca fillestare e grupit amino në acidin keto pa formimin e amoniakut. Le të shqyrtojmë më në detaje veçoritë e këtij reaksioni, si dhe kuptimin e tij biologjik.
Historia e zbulimit
Reaksioni i transaminimit të aminoacideve u zbulua nga kimistët sovjetikë Kritzman dhe Brainstein në 1927. Shkencëtarët kanë punuar në procesin e deaminimit të acidit glutamik në indet e muskujve dhe zbuluan se ndërsa acidet piruvik dhe glutamik shtohen në homogjenatin e indit muskulor, formohen alanina dhe acidi α-ketoglutarik. E veçanta e zbulimit ishte se procesi nuk u shoqërua me formimin e amoniakut. Gjatë eksperimenteve, ata arritën të zbulojnë se transaminimi i aminoacideve është një proces i kthyeshëm.
Kur reaksionet vazhduan, enzimat specifike u përdorën si katalizator, të cilat u quajtën aminoferaza (transmaminase).
Veçoritë e procesit
Amino acidet e përfshira në transaminim mund të jenë komponime monokarboksilike. Në studimet laboratorike, u konstatua se transaminimiasparagina dhe glutamina me acide keto ndodhin në indet e kafshëve.
Pjesëmarrja aktive në transferimin e grupit amino merr piridoksal fosfat, i cili është një koenzimë e transaminazave. Në procesin e ndërveprimit, fosfati i piridoksaminës formohet prej tij. Enzimat veprojnë si katalizator për këtë proces: oksidaza, piridoksaminaza.
Mekanizmi i reagimit
Transaminimi i aminoacideve u shpjegua nga shkencëtarët sovjetikë Shemyakin dhe Braunstein. Të gjitha transaminazat kanë koenzimën piridoksal fosfat. Reaksionet e transmetimit që ai përshpejton janë të ngjashme në mekanizëm. Procesi zhvillohet në dy faza. Së pari, piridoksal fosfati merr një grup funksional nga aminoacidi, duke rezultuar në formimin e keto acidit dhe piridoksamin fosfatit. Në fazën e dytë, ai reagon me α-keto acid, fosfati piridoksal, keto acidi përkatës, formohet si produkte përfundimtare. Në ndërveprime të tilla, piridoksal fosfati është bartës i grupit amino.
Transaminimi i aminoacideve nga ky mekanizëm u konfirmua me metoda të analizës spektrale. Aktualisht, ka prova të reja për praninë e një mekanizmi të tillë në qeniet e gjalla.
Vlera në proceset e shkëmbimit
Çfarë roli luan transaminimi i aminoacideve? Vlera e këtij procesi është mjaft e madhe. Këto reaksione janë të zakonshme në bimë dhe mikroorganizma, në indet e kafshëve për shkak të rezistencës së tyre të lartë ndaj kimikateve, fizike,faktorët biologjikë, specifika absolute stereokimike në lidhje me aminoacidet D dhe L.
Kuptimi biologjik i transaminimit të aminoacideve është analizuar nga shumë shkencëtarë. Është bërë objekt i një studimi të detajuar në proceset metabolike të aminoacideve. Gjatë hulumtimit, u parashtrua një hipotezë për mundësinë e procesit të transaminimit të aminoacideve duke përdorur transdeaminim. Euler zbuloi se në indet e kafshëve vetëm acidi L-glutamik deaminohet nga aminoacidet në një shkallë të lartë, procesi që katalizohet nga glutamat dehidrogjenaza.
Proceset e deaminimit dhe transaminimit të acidit glutamik janë reaksione të kthyeshme.
Rëndësia klinike
Si përdoret transaminimi i aminoacideve? Rëndësia biologjike e këtij procesi qëndron në mundësinë e kryerjes së provave klinike. Për shembull, serumi i gjakut i një personi të shëndetshëm ka nga 15 deri në 20 njësi transaminazash. Në rastin e lezioneve të indeve organike, vërehet shkatërrimi i qelizave, i cili çon në çlirimin e transaminazave në gjak nga lezioni.
Në rastin e infarktit të miokardit, fjalë për fjalë pas 3 orësh, niveli i aspartat aminotransferazës rritet në 500 njësi.
Si përdoret transaminimi i aminoacideve? Biokimia përfshin një test transaminazash, sipas rezultateve të të cilit diagnostikohet pacienti dhe zgjidhen metodat efektive të trajtimit të sëmundjes së identifikuar.
Kitet speciale përdoren për qëllime diagnostikuese në klinikën e sëmundjevekimikate për zbulimin e shpejtë të laktat dehidrogjenazës, kreatinë kinazës, aktivitetit të transaminazave.
Hipertransaminasemia vërehet në sëmundjet e veshkave, mëlçisë, pankreasit, si dhe në rast të helmimit akut me tetraklorur karboni.
Transaminimi dhe deaminimi i aminoacideve përdoren në diagnostikimin modern për të zbuluar infeksionet akute të mëlçisë. Kjo është për shkak të një rritje të mprehtë të alaninës aminotransferazës në disa probleme të mëlçisë.
Pjesëmarrës në transaminim
Acidi glutamik ka një rol të veçantë në këtë proces. Një shpërndarje e gjerë në indet bimore dhe shtazore, specifika stereokimike për aminoacidet dhe aktiviteti katalitik i kanë bërë transaminazat objekt studimi në laboratorët kërkimorë. Të gjitha aminoacidet natyrore (përveç metioninës) ndërveprojnë me acidin α-ketoglutarik gjatë transaminimit, duke rezultuar në formimin e acidit keto- dhe glutamik. Ai i nënshtrohet deaminimit nën veprimin e glutamat dehidrogjenazës.
Opsionet e deaminimit oksidativ
Ka lloje direkte dhe indirekte të këtij procesi. Deaminimi i drejtpërdrejtë përfshin përdorimin e një enzime të vetme si katalizator; produkti i reagimit është keto acid dhe amoniak. Ky proces mund të vazhdojë në një mënyrë aerobike, duke supozuar praninë e oksigjenit, ose në një mënyrë anaerobe (pa molekula oksigjeni).
Veçoritë e deaminimit oksidativ
D-oksidazat e aminoacideve veprojnë si katalizatorë të procesit aerobik, dhe oksidazat e L-aminoacideve do të veprojnë si koenzima. Këto substanca janë të pranishme në trupin e njeriut, por ato tregojnë aktivitet minimal.
Varianti anaerobik i deaminimit oksidativ është i mundur për acidin glutamik, glutamat dehidrogjenaza vepron si një katalizator. Kjo enzimë është e pranishme në mitokondritë e të gjithë organizmave të gjallë.
Në deaminimin oksidativ indirekt, dallohen dy faza. Së pari, grupi amino transferohet nga molekula origjinale në përbërjen keto, formohet një keto e re dhe aminoacide. Më tej, ketoskeleti katabolizohet në mënyra specifike, merr pjesë në ciklin e acidit trikarboksilik dhe frymëmarrjen e indeve, produktet përfundimtare do të jenë uji dhe dioksidi i karbonit. Në rast uria, skeleti i karbonit i aminoacideve glukogjenike do të përdoret për të formuar molekulat e glukozës në glukoneogjenezë.
Faza e dytë përfshin eliminimin e grupit amino me anë të deaminimit. Në trupin e njeriut, një proces i ngjashëm është i mundur vetëm për acidin glutamik. Si rezultat i këtij ndërveprimi, formohen acidi α-ketoglutarik dhe amoniaku.
Përfundim
Përcaktimi i aktivitetit të dy enzimave të transaminimit të aspartat aminotransferazës dhe alanine aminotransferazës ka gjetur aplikim në mjekësi. Këto enzima mund të ndërveprojnë në mënyrë të kthyeshme me acidin α-ketoglutarik, duke transferuar amino grupe funksionale nga aminoacidet në të,duke formuar komponime keto dhe acid glutamik. Pavarësisht se aktiviteti i këtyre enzimave rritet në sëmundjet e muskujve të zemrës dhe mëlçisë, aktiviteti maksimal gjendet në serumin e gjakut për AST, dhe për ALT në hepatit.
Aminoacidet janë të domosdoshme në sintezën e molekulave të proteinave, si dhe në formimin e shumë komponimeve të tjera aktive biologjike që mund të rregullojnë proceset metabolike në trup: hormonet, neurotransmetuesit. Përveç kësaj, ata janë dhurues të atomeve të azotit në sintezën e substancave që nuk përmbajnë proteina, duke përfshirë kolinën, kreatinën.
Ketabolizmi i aminoacideve mund të përdoret si burim energjie për sintezën e acidit trifosforik të adenozinës. Funksioni energjetik i aminoacideve ka një vlerë të veçantë në procesin e urisë, si dhe në diabetin mellitus. Metabolizmi i aminoacideve ju lejon të krijoni lidhje midis transformimeve të shumta kimike që ndodhin në një organizëm të gjallë.
Trupi i njeriut përmban rreth 35 gram aminoacide të lira, dhe përmbajtja e tyre në gjak është 3565 mg/dL. Një sasi e madhe e tyre hyn në trup nga ushqimi, përveç kësaj, ato janë në indet e tyre, ato mund të formohen edhe nga karbohidratet.
Në shumë qeliza (përveç eritrociteve) ato përdoren jo vetëm për sintezën e proteinave, por edhe për formimin e purinës, nukleotideve pirimidinike, amineve biogjenike, fosfolipideve të membranës.
Gjatë ditës, rreth 400 g përbërës proteinash shpërbëhen në aminoacide në trupin e njeriut dhe procesi i kundërt ndodh afërsisht në të njëjtën sasi.
Pëlhurëproteinat nuk janë në gjendje të kryejnë kostot e aminoacideve për sintezën e përbërjeve të tjera organike në rastin e katabolizmit.
Në procesin e evolucionit, njerëzimi ka humbur aftësinë për të sintetizuar vetë shumë aminoacide, prandaj, për t'i siguruar trupit ato plotësisht, është e nevojshme të merren këto përbërës që përmbajnë azot nga ushqimi.. Proceset kimike në të cilat marrin pjesë aminoacidet janë ende objekt studimi nga kimistët dhe mjekët.
