R -CH COO H C H COOC2H
7.9Các đƣờng hƣớng tổng quát của sự biến đổi aminoacid
Các aminoacid về cơ bản được sử dụng để tổng hợp protein song cũng có thể chịu những sự biến đổi khác. Đó là phản ứng theo nhóm amine carboxyl và phản ứng theo gốc R của aminoacid.
- Các phản ứng theo nhóm -amine: là các phản ứng phân giải aminoacid thành NH3 và các sản phẩm tương ứng theo 4 hướng cơ bản sau:
a. Khử amine hoá bằng cách thuỷ phân
R - CH - COOH R - CH -COOH + H2O + NH3 NH2 OH Aminoacid Hydroxyacid b. Khử amine hoá bằng cách khử R - CH -COOH R - CH2 - COOH + NH3 NADH2 NAD COOH H2N-CH CH2 C = O OH H NH2 Aspartate COOH H2N-CH CH2 C = O NH2 Asparagine ADP + Pi ATP
NH2 NADPH2 NADP
Aminoacid Acid hữu cơ
c. Khử amine hoá bằng cách oxy hoá
R - CH - COOH R - C -COOH
+ 1/2 O2 + NH3
NH2 O
Aminoacid Cetoacid
Phản ứng này tiến hành qua 2 giai đoạn: trước hết aminoacid bị loại hydro để tạo thành iminoacid tương ứng với sự tham gia của enzyme dehydrogenase
R - CH -COOH R - C - COOH NAD NADH2
NH2 NADP NADPH2 NH
Aminoacid Iminoacid
Tiếp đó iminoacid kết hợp với phân tử H2O, NH3 bị loại trừ và giải phóng cetoacid
R - CH - COOH R - C -COOH
+ HOH + NH3
NH O
Aminoacid Cetoacid
d. Khử amine hoá bằng cách chuyển hoá nội phân tử.
R - CH2 - CH -COOH
R - CH = CH - COOH + NH3 NH2 NH2
Aminoacid Acid chưa no
Trong các phản ứng trên thì phản ứng amine hoá bằng cách oxy hoá là phổ biển trong thực vật so với đường hướng khác. Các -cetoacid đều là sản phẩm chủ yếu của sự khử amine hoá các aminoacid.
- Các phản ứng theo nhóm carboxyl: diễn ra chủ yếu theo hai quá trình: sự khử carboxyl hoá và sự tạo thành aminoacyl adenylate
Quá trình này được thực hiện trong các động vật, thực vật và đặc biệt là phổ biến trong cơ thể sinh vật. Sự khử carboxyl tiến hành theo sơ đồ sau:
R - CH - COOH Decarboxylase
R - CH2 - NH2
NH2 CO2 Amine
Sản phẩm phản ứng là các amine. Mỗi một aminoacid riêng biệt được xúc tác bởi một enzyme decarboxylase tương ứng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sản phẩm của sự khử carboxyl hoá các aminoacid là amine, diamine, CO2, NH3 và các hợp chất khác. Trừ CO2, NH3, tất cả các hợp chất khác đều bị phân giải tiếp tục. Nếu trong điều kiện bất lợi thì các amine và diamine tích tụ lại gây độc cho cây, trong điều kiện bình thường chúng sẽ bị oxy hoá dưới tác dụng của enzyme oxydase để tạo thành NH3 và các aldehyd.
Monoaminoxydase
R - CH2 -NH2 + H2O + O2 R - CHO + NH3 + H2O2
Aldehyd dehydrogenase
R - CHO + H2O R -COOH
Các acid và aldehyd lại bị oxy hoá tiếp tục để tạo thành CO2, H2O và NH3. Các sản phẩm này chính là sản phẩm cuối cùng của sự phân giải aminoacid.
b. Phản ứng theo nhóm carbocyl là quá trình tạo thành phức hợp aminoacyl-adenylate. Chi tiết cơ chế của phản ứng này trong phần sinh tổng hợp protein.
- Những chuyển hoá của phân tử aminoacid có liên quan đến gốc R
trong phân tử.
Do tính muôn màu muôn vẻ của gốc R nên các phản ứng hoá học của chúng vô cùng phong phú và đa dạng. Nhiều phản ứng được thực hiện trong quá trình trao đổi aminoacid, trong đó quan trọng nhất là các phản ứng biến đổi từ một aminoacid này thành một aminoacid khác. Nhờ đường hướng này mà khả năng tổng hợp các aminoacid tăng lên rất nhiều.
Sau đây chỉ nêu lên một số ví dụ:
Thuỷ phân arginine thì ornithine được tạo thành và từ ornithine sẽ thu được proline hoặc glutamic acid.
H2N - C = NH NH NH2 NH2