Биохимия аминокислот - А. Майстер 1961

Общая биохимия и физиология аминокислотного обмена
Перреаминирование
Реакции между a-кетоглутаровой кислотой и аминокислотами

Препараты из самых разнообразных биологических объектов осуществляют обратимые реакции переаминирования между a-кетоглутаровой кислотой и аланином и между а-кетоглутаровой и аспарагиновой кислотами. Что эти две реакции катализируются отдельными ферментами, было доказано путем их разделения и частичной очистки; оба фермента были выделены из сердечной мышцы свиньи. На разработку способов очистки глутамат-аспартат-трансаминазы [208, 262—264] и глутамат-аланин-трансаминазы [208, 265] затрачено много усилий, но до недавнего времени эти ферменты не были получены в виде гомогенных препаратов К Глутамат-аспартат-трансаминаза сердца свиньи проявляет активность по отношению к мезоксалевой кислоте (вместо щавелевоуксусной кислоты) и к цистеиновой кислоте (вместо аспарагиновой кислоты); однако с этими субстратами скорость реакции значительно понижена. Вместе с тем реакция переаминирования между цистеинсульфиновой кислотой и a-кетоглутаратом протекает в присутствии очищенных препаратов глутамат-аспартат-трансаминазы со значительно большей скоростью, чем реакция между аспарагиновой и а-кетоглутаровой кислотами [266, 267]. Глутамат-аспартат-трансаминаза сердца свиньи осуществляет также реакцию переаминирования между у-метилглутаминовой (но не ß-метилглутаминовой) и щавелевоуксусной кислотами примерно с такой же скоростью, как реакцию между глутаминовой и щавелевоуксусной кислотами [268]. По-видимому, эти реакции катализирует один и тот же фермент. О сходстве между молекулами упомянутых выше субстратов позволяют судить их структурные формулы:

Очищенные препараты глутамат-аланин-трансаминазы сердца свиньи проявляют некоторую активность при замене пировиноградной кислоты а-кетомасляной или мезоксалевой кислотой [208, 269]; однако этот фермент не катализирует реакций переаминирования с участием у-метилглутаминовой или ß-метилглутаминовой кислоты [268].

Таблица 21 Реакция переаминирования между а-кетоглутаровой кислотой и аминокислотами

¹) Число микролитров СО₂, выделяемой глутаматдекарбоксилазой из образовавшейся глутаминовой кислоты.

²) Число микромолей образовавшейся глутаминовой кислоты по данным колориметрических определений.

³) Число микромолей образовавшейся глутаминовой кислоты по данным хроматографии на бумаге с визуальным сопоставлением исследуемых и стандартных пятен; конфигурации аминокислот не указаны.

⁴) Число микромолей глутамата, найденных при определении при помощи L-глутаматдекарбоксилазы.

⁵) Активность пятна глутаминовой кислоты на хроматограмме (число импульсов С¹⁴ в 1 мин.). Препарат цитоплазматических гранул люпина инкубировали с аминокислотой и С¹⁴-а-кетоглутаратом; конфигурация аминокислот не указана. Число импульсов в контроле (без добавления аминокислоты) равнялось 16.

⁶) D-Изомер не активен.

⁷) Аминокислота в виде рацемата.

⁸) Величины для D-лейцина и D-фенилаланина равны соответственно 9 и 7 мл [277].

Таблица 22 Реакции переаминирования, описанные в литературе*

* Г — реакции, протекающие с участием L-глутаминовой или а-кетоглутаровой кислот; М — реакции, протекающие с участием монокарбоновых а-амино- или а-кетокислот. Все аминокислоты L-конфигурации, за исключением особо указанных; у ряда микроорганизмов в реакцию переаминирования может вступать и D-изомер некоторых аминокислот (указано в скобках).

Вопрос о существовании особой аспартат-аланин-трансаминазы еще не решен. В сердечной мышце свиньи реакция между aспартатом и аланином, по-видимому, представляет собой результат сопряжения реакций между аланином и глутаминовой кислотой, с одной стороны, и глутаминовой и аспарагиновой кислотами — с другой [258]. Было описано выделение аспартат-аланин-трансаминазы из печени голубя [270], но эти наблюдения не были подтверждены в другой лаборатории [271]. В том, что многие препараты из животных и растительных тканей, а также микроорганизмы способны осуществлять реакцию переаминирования между аспарагиновой кислотой и аланином, нет никаких сомнений. Однако почти во всех этих препаратах присутствуют также глутамат-аланин- и глутамат-аспартат-трансаминазы. Вполне возможно существование единой глутамат-аспартат-аланин-трансаминазы, т. е. фермента, катализирующего реакции между любой из этих трех аминокислот и каждой из соответствующих а-кетокислот. Ферментные системы такого рода обнаружены у Escherichia coli [272] и Neurospora crassa [273].

Обратимые реакции переаминирования между многими аминокислотами и а-кетоглутаровой кислотой были осуществлены в опытах с ферментными препаратами из тканей животных и растений и из микроорганизмов. Еще в ранних исследованиях приводились данные о реакциях переаминирования с участием валина [256], а-аминоадипиновой кислоты [257, 274], а-аминомалоновой кислоты [257, 274], цистеиновой [257, 274] и гомоцистеиновой кислот [257, 274], лейцина [275, 276] и изолейцина [275]. Однако эти реакции, как правило, отличались малой интенсивностью по сравнению с реакциями переаминирования глутаминовой и аспарагиновой кислот и аланина. В более поздних работах, проведенных с использованием более совершенных методов идентификации и количественного определения аминокислот и с применением очищенных препаратов ферментов, доказано существование реакций переаминирования между а-кетоглутаратом и самыми разнообразными аминокислотами. Некоторые описанные в литературе реакции этого рода приведены в табл. 21, а сводный перечень субстратов, участвующих в реакциях ферментативного переаминирования, дан в табл. 22.