Реакции переаминирования в обмене веществ¶

Реакции переаминирования — это биохимические реакции обратимого переноса аминогруппы (−NH₂) от аминокислоты к α-кетокислоте, в результате которых образуются новая аминокислота и новая α-кетокислота. Они относятся к ключевым процессам азотистого обмена и занимают центральное место в связывании метаболизма аминокислот и углеводов. Катализируются ферментами класса трансфераз — аминотрансферазами (трансаминазами), коферментом которых служит пиридоксальфосфат (производное витамина B₆).

¶Общая схема

Уравнение реакции в общем виде:

Аминокислота₁ + α-кетокислота₂ ⇌ α-кетокислота₁ + Аминокислота₂

Аминогруппа переносится без промежуточного выделения свободного аммиака, что отличает переаминирование от окислительного дезаминирования. Реакция обратима, её направление определяется соотношением концентраций субстратов и продуктов в клетке.

¶Механизм и кофермент

Аминотрансферазы используют пиридоксальфосфат (ПАЛФ), который обратимо превращается в пиридоксаминфосфат. Процесс включает стадии:

1. Аминогруппа субстрата переносится на ПАЛФ, образуя пиридоксаминфосфат и соответствующую кетокислоту.
2. Аминогруппа с пиридоксаминфосфата передаётся на вторую кетокислоту, регенерируя ПАЛФ.

Такой «пинг-понг»-механизм объясняет обратимость и отсутствие свободного аммиака.

¶Важнейшие ферменты

Соотношение активностей АЛТ и АСТ (коэффициент де Ритиса) используется в клинической диагностике: повышение АЛТ характерно для поражений печени, повышение АСТ — для повреждений миокарда.

¶Биологическое значение

Переаминирование выполняет несколько функций:

• Синтез заменимых аминокислот. Организм получает их, перенося аминогруппу на кетокислоты, образующиеся при распаде углеводов и липидов.
• Связь азотистого и углеводного обмена. Через аланин и аспартат аминокислоты вовлекаются в глюконеогенез.
• Непрямое дезаминирование. Аминокислоты сначала переаминируются с α-кетоглутаратом в глутамат, который затем окислительно дезаминируется — так аммиак высвобождается в безопасной форме.
• Транспорт азота. Аланиновый цикл переносит азот из мышц в печень.

¶Регуляция и клиническое значение

Активность аминотрансфераз регулируется на уровне синтеза ферментов и доступности субстратов; ПАЛФ-зависимость делает витамин B₆ критичным для процесса. Нарушения переаминирования наблюдаются при авитаминозе B₆, патологии печени, инфаркте миокарда, мышечной дистрофии. Определение активности АЛТ и АСТ в сыворотке крови — рутинный биохимический тест.

¶Открытие

Реакции переаминирования обнаружены А. Браунштейном и М. Крицман в 1937 году на примере взаимодействия глутаминовой и пировиноградной кислот. Позже были идентифицированы конкретные ферменты и установлена роль пиридоксальфосфата как кофермента.