Cтраница 1
Ферментативное переаминирование было открыто в 1937 г. Браунштейном и Крицман [251], которые наблюдали перенос аминогрупп от а-аминокислот к а-кетокислотам в кашице из грудной мышцы голубя. Этому открытию предшествовали отдельные наблюдения, относящиеся к данному процессу. [1]
Процесс ферментативного переаминирования идет в две фазы. Первая состоит а лабилизации и диссоциации а-водорода аминокислоты. Она протекает при участии карбонильной группы аминоферазы и представляет неспецифическую функцию этого фермента. Катализ этой фазы является специфичной функцией аминоферазы. [2]
Таким образом, ферментативное переаминирование, в которое вовлекаются все природные аминокислоты, оказалось не только широко распространенным процессом, но также связанным с распадом аминокислот на аммиак и кетокислоту. Следует особо-подчеркнуть, что переаминирование играет также большую роль в биологическом синтезе аминокислот в организме животных, растений и, возможно, микробов путем непрямого аминирования кетокислот, при котором описанные выше реакции протекают в обратном направлении. [3]
Участие металлов в ферментативном переаминировании не установлено. [4]
Водород аспарагиновой кислоты также замещается дейтерием в процессе ферментативного переаминирования. Обмен ос-водородного атома аминокислот при переаминировании связан, как видно, с действием фермента; если из системы исключить а-кетоглутаровую кислоту, то обменивается менее 6 % а-водорода аспарагиновой кислоты. Различными путями установлено, что ( 3-водородный атом аминокислот не участвует в реакциях переаминирования. Если бы в процессе переаминирования происходило обратимое дегидрирование в а - и - положении, то должна была бы образоваться рацемическая а-кетокислота. [5]
В исследованиях Торна убедительно доказано участие D-аминокислот в реакциях ферментативного переаминирования. Очевидно, в клетках В. L - и D-трансаминазы, отличающиеся высокой стереоспецифичностью. [6]
После того как было установлено, что в реакции ферментативного переаминирования вступают очень многие аминокислоты, стало очевидным, что в природе существует множество различных трансаминаз. Однако исследования по разделению и очистке этих ферментов не поспевают за открытием новых реакций переаминирования. Это объясняется, очевидно, тем, что разработка способов очистки ферментов вообще представляет сложную задачу, а может быть, и тем, что внимание исследователей распыляется в связи с большим разнообразием субстратов переаминирования, существование которых установлено или предполагается. [7]
Заслуживает внимания, что в реакциях как неферментативного [291], так и ферментативного переаминирования с глиокси-ловой кислотой i [289, 292] глутамин и аспарагин более активны, чем глутаминовая и аспарагиновая кислоты. [8]
В исследованиях Торна и его сотрудников [311-314], проведенных относительно недавно, было убедительно доказано участие D-аминокислот в реакциях ферментативного переаминирования у некоторых бактерий, синтезирующих внеклеточные полиглутаминовые кислоты с преобладанием D-конфигурации. Торн обнаружил, что бесклеточные препараты из Bacillus subtitle катализируют образование D-глутаминовой кислоты, D-аспарагиновой кислоты и некоторых других D-аминокислот ( например, D-метионина, D-серина) из D-аланина и соответствующих а-кетокислот. Свежеприготовленные ферментные экстракты осуществляли также реакцию переаминирования между L-аспарагиновой и а-кетоглутаровой кислотами; в этом случае образующаяся глутаминовая кислота имела L-конфигурацию, Если экстракты хранить в течение некоторого времени и затем подвергнуть их диализу, то активность D-трансаминазы ( при добавлении пиридоксальфосфата в качестве кофермента) значительно превышает активность L-трансаминазы. [9]
Эти работы и данные, опубликованные позднее, свидетельствуют о том, что едва ли не все природные аминокислоты доступны ферментативному переаминированию. [10]
Обнаружение в природных объектах альдегидной и аминной форм витамина В6 привело Снелла [386] к предположению, что взаимопревращение этих форм витамина В6 происходит путем переаминирования и что витамин В6 может выполнять функцию кофермента при ферментативном переаминировании. Позже Снелл [387] доказал обратимое взаимопревращение пиридоксаля и пиридоксамина в результате реакций неферментативного переаминирования с амино - и кетокислотами. [11]
Алании - а-аминопропионовая кислота - обычная составная часть всех белков. В организме растений и животных она образуется из пировиноградной кислоты в результате ее ферментативного переаминирования или прямым ферментативным восстановлением и аминированием. В свою очередь аланин реакциями переаминирования и дезами-нирования превращается в пировиноградную кислоту; эти превращения подтверждают непосредственную связь аминокислот с углеводами в процессе обмена. [12]
Установлено, что в результате образования аспарагина и глютамина происходит обезвреживание аммиака, накапливающегося в высших растениях при дезаминировании аминокислот или обильном аммиачном питании при недостатке у растений углеводов. Кроме того, аспа-рагин и глютамин имеют большое значение как резерв дикарбоновых кислот для осуществления реакции ферментативного переаминирования. В процессе переаминирования участвуют не только свободные аспарагиновая и глютаминовая кислоты, но также аспарагин и глютамин, которые к тому же способны к взаимопревращению. Наконец, по данным В. А. Кретовича, амидная группа предохраняет аспарагиновую и глютаминовую кислоты от окислительного распада. Дикарбоновые аминокислоты в значительных количествах входят в состав растительных белков, поэтому превращения этих аминокислот и их амидов играют существенную роль в азотном обмене у растений. [13]
Образование аспарагина и глютамина имеет важное физиологическое значение. Аспарагин и глютамин являются более устойчивыми соединениями, чем соответствующие им дикарбоновые аминокислоты, и не подвергаются окислительному дезаминированию. В растениях они играют роль резерва дикарбоновых аминокислот - необходимых участников в процессе ферментативного переаминирования. [14]