Amin turşularının transaminasiyası ammonyak əmələ gəlmədən amin qrupunun başlanğıc maddəsindən keto turşusuna molekullararası keçid prosesidir. Gəlin bu reaksiyanın xüsusiyyətlərini, eləcə də bioloji mənasını daha ətraflı nəzərdən keçirək.
Kəşf tarixçəsi
Amin turşusunun transaminasiya reaksiyası 1927-ci ildə sovet kimyaçıları Kritzman və Brainstein tərəfindən kəşf edilmişdir. Alimlər əzələ toxumasında qlutamin turşusunun dezaminasiyası prosesi üzərində işləmişlər və müəyyən etmişlər ki, əzələ toxumasının homogenatına piruvik və qlutamin turşuları əlavə olunduqca alanin və α-ketoqlutar turşusu əmələ gəlir. Kəşfin unikallığı prosesin ammonyak əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunmaması idi. Təcrübələr zamanı onlar amin turşularının transaminasiyasının geri dönən proses olduğunu öyrənə bildilər.
Reaksiyalar davam etdikdə katalizator kimi spesifik fermentlərdən istifadə edilirdi, bunlara aminoferazalar (transmaminazlar) deyilirdi.
Proses Xüsusiyyətləri
Transaminasiyada iştirak edən amin turşuları monokarboksilik birləşmələr ola bilər. Laboratoriya tədqiqatlarında transaminasiya olduğu aşkar edilmişdirasparagin və keto turşuları ilə qlutamin heyvan toxumalarında olur.
Amin qrupunun transferində aktiv iştirak transaminazaların koenzimi olan piridoksal fosfatı qəbul edir. Qarşılıqlı təsir prosesində ondan piridoksamin fosfat əmələ gəlir. Fermentlər bu prosesin katalizatoru kimi çıxış edir: oksidaza, piridoksaminaza.
Reaksiya mexanizmi
Amin turşularının transaminasiyası sovet alimləri Şemyakin və Braunşteyn tərəfindən izah edilmişdir. Bütün transaminazalarda piridoksal fosfat koenzimi var. Onun sürətləndirdiyi ötürülmə reaksiyaları mexanizm baxımından oxşardır. Proses iki mərhələdə davam edir. Birincisi, piridoksal fosfat amin turşusundan funksional qrup alır, nəticədə keto turşusu və piridoksamin fosfat əmələ gəlir. İkinci mərhələdə α-keto turşusu ilə reaksiyaya girərək son məhsul kimi müvafiq ketoturşu olan piridoksal fosfat əmələ gəlir. Belə qarşılıqlı təsirlərdə piridoksal fosfat amin qrupunun daşıyıcısıdır.
Amin turşularının bu mexanizmlə transaminasiyası spektral analiz üsulları ilə təsdiq edilmişdir. Hal-hazırda canlılarda belə bir mexanizmin varlığına dair yeni sübutlar var.
Mübadilə proseslərində dəyər
Amin turşularının transaminasiyası hansı rolu oynayır? Bu prosesin dəyəri olduqca böyükdür. Bu reaksiyalar bitki və mikroorqanizmlərdə, kimyəvi, fiziki,bioloji amillər, D- və L-amin turşularına münasibətdə mütləq stereokimyəvi spesifiklik.
Amin turşularının transaminasiyasının bioloji mənası bir çox elm adamları tərəfindən təhlil edilmişdir. Metabolik amin turşusu proseslərində ətraflı tədqiqatın mövzusuna çevrilmişdir. Tədqiqat zamanı transdeaminləşmədən istifadə edərək amin turşularının transaminasiyası prosesinin mümkünlüyü haqqında fərziyyə irəli sürülüb. Eyler kəşf etdi ki, heyvan toxumalarında yalnız L-qlutamik turşu amin turşularından yüksək sürətlə dezaminasiya olunur və bu proses qlutamat dehidrogenaz tərəfindən katalizlənir.
Qlutamin turşusunun deaminasiyası və transaminasiyası prosesləri geri dönən reaksiyalardır.
Klinik əhəmiyyəti
Amin turşusu transaminasiyası necə istifadə olunur? Bu prosesin bioloji əhəmiyyəti klinik sınaqların aparılması imkanındadır. Məsələn, sağlam bir insanın qan serumunda 15-20 vahid transaminaz var. Üzvi toxuma lezyonları zamanı hüceyrə məhvi müşahidə olunur ki, bu da lezyondan qana transaminazaların buraxılmasına səbəb olur.
Miokard infarktı zamanı sözün əsl mənasında 3 saatdan sonra aspartataminotransferaza səviyyəsi 500 vahidə qədər yüksəlir.
Amin turşusu transaminasiyası necə istifadə olunur? Biokimya transaminaz testini əhatə edir, onun nəticələrinə görə xəstəyə diaqnoz qoyulur və müəyyən edilmiş xəstəliyin müalicəsinin effektiv üsulları seçilir.
Xüsusi dəstlər xəstəliklərin klinikasında diaqnostik məqsədlər üçün istifadə olunurlaktat dehidrogenaz, kreatin kinaz, transaminaz aktivliyinin sürətli aşkarlanması üçün kimyəvi maddələr.
Hipertransaminazemiya böyrək, qaraciyər, mədə altı vəzi xəstəliklərində, həmçinin karbon tetrakloridlə kəskin zəhərlənmə zamanı müşahidə edilir.
Amin turşularının transaminasiyası və deaminasiyası müasir diaqnostikada kəskin qaraciyər infeksiyalarını aşkar etmək üçün istifadə olunur. Bu, bəzi qaraciyər problemlərində alanin aminotransferazanın kəskin artması ilə əlaqədardır.
Transaminasiya iştirakçıları
Qlutamik turşunun bu prosesdə xüsusi rolu var. Bitki və heyvan toxumalarında geniş yayılma, amin turşuları üçün stereokimyəvi spesifiklik və katalitik aktivlik transaminazaları tədqiqat laboratoriyalarında tədqiqat obyektinə çevirmişdir. Bütün təbii amin turşuları (metionindən başqa) transaminasiya zamanı α-ketoqlutar turşusu ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və nəticədə keto- və qlutamik turşu əmələ gəlir. O, qlutamat dehidrogenazın təsiri altında dezaminasiyaya məruz qalır.
Oksidləşdirici deaminasiya variantları
Bu prosesin birbaşa və dolayı növləri var. Birbaşa deaminasiya katalizator kimi tək bir fermentin istifadəsini nəzərdə tutur; reaksiya məhsulu keto turşusu və ammonyakdır. Bu proses oksigenin mövcudluğunu fərz etməklə aerob şəkildə və ya anaerob şəkildə (oksigen molekulları olmadan) davam edə bilər.
Oksidləşdirici deaminasiyanın xüsusiyyətləri
Amin turşularının D-oksidazaları aerob prosesin katalizatoru, L-amin turşularının oksidazları isə koenzim kimi çıxış edəcək. Bu maddələr insan orqanizmində mövcuddur, lakin onlar minimal aktivlik nümayiş etdirirlər.
Qlutamik turşu üçün oksidləşdirici dezaminasiyanın anaerob variantı mümkündür, qlutamatdehidrogenaz katalizator kimi çıxış edir. Bu ferment bütün canlı orqanizmlərin mitoxondrilərində mövcuddur.
Dolaylı oksidləşdirici dezaminləşmədə iki mərhələ fərqlənir. Əvvəlcə amin qrupu orijinal molekuldan keto birləşməsinə köçürülür, yeni keto və amin turşuları əmələ gəlir. Bundan əlavə, ketoskeleton xüsusi yollarla katabolize olur, trikarboksilik turşu dövranında və toxuma tənəffüsündə iştirak edir, son məhsullar su və karbon dioksid olacaqdır. Aclıq halında, qlükogen amin turşularının karbon skeleti qlükoneogenezdə qlükoza molekullarını yaratmaq üçün istifadə ediləcək.
İkinci mərhələ deaminasiya yolu ilə amin qrupunun xaric edilməsini nəzərdə tutur. İnsan bədənində oxşar proses yalnız glutamik turşu üçün mümkündür. Bu qarşılıqlı təsir nəticəsində α-ketoqlutar turşusu və ammonyak əmələ gəlir.
Nəticə
Aspartataminotransferaza və alaninaminotransferazanın transaminasiyasının iki fermentinin aktivliyinin təyini tibbdə tətbiq tapmışdır. Bu fermentlər α-ketoqlutar turşusu ilə tərs qarşılıqlı təsir göstərə bilər, funksional amin qruplarını amin turşularından ona ötürə bilər,keto birləşmələri və glutamik turşu əmələ gətirir. Ürək əzələsi və qaraciyər xəstəliklərində bu fermentlərin aktivliyinin artmasına baxmayaraq, maksimum aktivlik AST üçün qan zərdabında, hepatitdə isə ALT-də olur.
Amin turşuları zülal molekullarının sintezində, həmçinin orqanizmdə metabolik prosesləri tənzimləyə bilən bir çox digər aktiv bioloji birləşmələrin əmələ gəlməsində əvəzsizdir: hormonlar, neyrotransmitterlər. Bundan əlavə, onlar xolin, kreatin də daxil olmaqla, protein olmayan azot tərkibli maddələrin sintezində azot atomlarının donorlarıdır.
Amin turşularının ketabolizmi adenozin trifosfor turşusunun sintezi üçün enerji mənbəyi kimi istifadə edilə bilər. Amin turşularının enerji funksiyası aclıq prosesində, eləcə də şəkərli diabetdə xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Amin turşularının mübadiləsi canlı orqanizmdə baş verən çoxsaylı kimyəvi çevrilmələr arasında əlaqə yaratmağa imkan verir.
İnsan orqanizmində təxminən 35 qram sərbəst amin turşusu var və onların qanında 3565 mq/dL təşkil edir. Onların böyük bir hissəsi orqanizmə qidadan daxil olur, əlavə olaraq öz toxumalarında olur, karbohidratlardan da əmələ gələ bilər.
Bir çox hüceyrələrdə (eritrositlərdən başqa) onlar təkcə zülal sintezi üçün deyil, həm də purin, pirimidin nukleotidləri, biogen aminlər, membran fosfolipidlərinin əmələ gəlməsi üçün istifadə olunur.
Gün ərzində insan orqanizmində təxminən 400 q protein birləşmələri amin turşularına parçalanır və əks proses təxminən eyni miqdarda baş verir.
Parçazülallar katabolizm zamanı digər üzvi birləşmələrin sintezi üçün amin turşularının xərclərini həyata keçirə bilmir.
Təkamül prosesində bəşəriyyət bir çox amin turşularını tək başına sintez etmək qabiliyyətini itirmişdir, ona görə də orqanizmi onlarla tam təmin etmək üçün bu azot tərkibli birləşmələri qidadan almaq lazımdır.. Amin turşularının iştirak etdiyi kimyəvi proseslər hələ də kimyaçılar və həkimlərin araşdırma mövzusudur.
