Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Класс ферментов
Class of enzymes
Трансаминазы или аминотрансферазы — это ферменты, катализирующие реакцию переаминирования между аминокислотой и α-кетокислотой. Они играют важную роль в синтезе аминокислот, являющихся строительными блоками белков.
Transaminases or aminotransferases are enzymes that catalyze a transamination reaction between an amino acid and an α keto acid. They are important in the synthesis of amino acids, which form proteins.
Функция и механизм
Аминокислота содержит амино (NH2) группу. Кетокислота содержит кето (=O) группу. При трансаминации аминогруппа (NH2) одной молекулы обменивается на кетогруппу (=O) другой молекулы. Аминокислота превращается в кетокислоту, а кетокислота – в аминокислоту. Трансаминазы требуют кофермента пиридоксалфосфат, который превращается в пиридоксамин в первой полуреакции, когда аминокислота превращается в кетокислоту. Пиридоксамин, связанный с ферментом, в свою очередь, реагирует с пируватом, оксалоацетатом или альфа-кетоглутаратом, образуя соответственно аланин, аспарагиновую кислоту или глутаминовую кислоту. Многие трансаминационные реакции происходят в тканях и катализируются трансаминазами, специфичными для конкретной пары амино-/кетокислот. Реакции легко обратимы, и направление определяется преобладанием одного из реагентов. Эту обратимость можно использовать в синтетической химии для получения ценных хиральных аминов. Конкретные ферменты получают название по одной из пар реагентов; например, реакция между глутаминовой кислотой и пирувиновой кислотой с образованием альфа-кетоглутаровой кислоты и аланина называется аланинтрансаминазой и первоначально называлась глутаминовой пирувической трансаминазой или GPT. Активность тканевых трансаминаз можно исследовать, инкубируя гомогенат с различными парами амино-/кетокислот. Трансаминация подтверждается образованием соответствующих новых аминокислот и кетокислот, что выявляется с помощью бумажной хроматографии. Обратимость демонстрируется использованием комплементарной пары кето-/аминокислот в качестве исходных реагентов. После извлечения хроматограммы из растворителя ее обрабатывают нингидрином для определения местоположения пятен.
An amino acid contains an amino (NH2) group. A keto acid contains a keto (=O) group. In transamination, the NH2 group on one molecule is exchanged with the =O group on the other molecule. The amino acid becomes a keto acid, and the keto acid becomes an amino acid. Transaminases require the coenzyme pyridoxal phosphate, which is converted into pyridoxamine in the first half reaction, when an amino acid is converted into a keto acid. Enzyme bound pyridoxamine in turn reacts with pyruvate, oxaloacetate, or alpha ketoglutarate, giving alanine, aspartic acid, or glutamic acid, respectively. Many transamination reactions occur in tissues, catalysed by transaminases specific for a particular amino/keto acid pair. The reactions are readily reversible, the direction being determined by which of the reactants are in excess. This reversibility can be exploited for synthetic chemistry applications to achieve the synthesis of valuable chiral amines. The specific enzymes are named from one of the reactant pairs, for example; the reaction between glutamic acid and pyruvic acid to make alpha ketoglutaric acid and alanine is called alanine transaminase and was originally called glutamic pyruvic transaminase or GPT for short. Tissue transaminase activities can be investigated by incubating a homogenate with various amino/keto acid pairs. Transamination is demonstrated if the corresponding new amino acid and keto acid are formed, as revealed by paper chromatography. Reversibility is demonstrated by using the complementary keto/amino acid pair as starting reactants. After chromatogram has been taken out of the solvent the chromatogram is then treated with ninhydrin to locate the spots
Метаболизм аминокислот у животных
Животным необходимо расщеплять белки до аминокислот, за счет распада мышечной ткани, при низком уровне сахара в крови. Предпочтение печеночных трансаминаз оксалоацетату или альфа-кетоглутарату играет ключевую роль в направлении азота из метаболизма аминокислот к аспартату и глутамату для последующего превращения в мочевину и выведения азота. Подобным образом, в мышцах использование пирувата для трансаминирования приводит к образованию аланина, который транспортируется с кровотоком в печень (вся реакция известна как цикл глюкоза-аланин). Там другие трансаминазы регенерируют пируват, являющийся ценным предшественником глюконеогенеза. Этот цикл аланина аналогичен циклу Кори, обеспечивающему возможность анаэробного метаболизма в мышцах.
Animals must metabolize proteins to amino acids, at the expense of muscle tissue, when blood sugar is low. The preference of liver transaminases for oxaloacetate or alpha ketoglutarate plays a key role in funneling nitrogen from amino acid metabolism to aspartate and glutamate for conversion to urea for excretion of nitrogen. In similar manner, in muscles the use of pyruvate for transamination gives alanine, which is carried by the bloodstream to the liver (the overall reaction being termed glucose alanine cycle). Here other transaminases regenerate pyruvate, which provides a valuable precursor for gluconeogenesis. This alanine cycle is analogous to the Cori cycle, which allows anaerobic metabolism by muscles.
Диагностическое применение
Трансаминазы играют важную роль в синтезе различных аминокислот, а измерение концентрации различных трансаминаз в крови необходимо для диагностики и мониторинга многих заболеваний. Например, повышение уровня трансаминаз может указывать на повреждение печени и сердца. Два важных трансаминазных фермента – это аспартаттрансаминаза (АСТ), также известная как сывороточная глутаминооксалоацетат-трансаминаза (СГОТ); и аланинтрансаминаза (АЛТ), также называемая аланин-аминотрансфераза (АЛАТ) или сывороточная глутаматопируват-трансаминаза (СГПТ). Эти трансаминазы были открыты в 1954 году, а их клиническая значимость была описана в 1955 году.
The transaminase enzymes are important in the production of various amino acids, and measuring the concentrations of various transaminases in the blood is important in the diagnosing and tracking many diseases. For example, the presence of elevated transaminases can be an indicator of liver and cardiac damage. Two important transaminase enzymes are aspartate transaminase (AST), also known as serum glutamic oxaloacetic transaminase (SGOT); and alanine transaminase (ALT), also called alanine aminotransferase (ALAT) or serum glutamate pyruvate transaminase (SGPT). These transaminases were discovered in 1954 and their clinical importance was described in 1955.