生物化学与分子生物学/脱羧基作用

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生物化学与分子生物学

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部分氨基酸可在氨基酸脱羧酶(decarboxylose)催化下进行脱羧基作用(decarboxylation),生成相应的胺,脱羧酶辅酶磷酸吡哆醛

从量上讲,脱羧基作用不是体内氨基酸分解主要方式,但可生成有重要生理功能的胺。下面列举几种氨基酸脱羧产生的重要胺类物质。

1.γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid GABA)

GABA由谷氨酸脱羧基生成,催化此反应的酶是谷氨酸脱羧酶。此酶在脑、肾组织中活性很高,所以脑中GABA含量较高。

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GABA是一种仅见于中枢神经系统的抑制性神经递质,对中枢神经元有普遍性抑制作用。在脊髓,作用于突触前神经末梢,减少兴奋性递质的释放,从而引起突触前抑制,在脑则引起突触后抑制

GABA可在GABA转氨酶(GABA-T)作有下与α-酮戊二酸反应生成琥珀酸r-半醛(succinic acid semialdehyde),进而氧化生成琥珀酸。

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神经元胞体和突触的线粒体内含有大量的GABA转氨酶。由此就构成了GABA旁路(图7-10)。它能使α酮戊二酸经此旁路生成琥珀酸,活跃三羧酸循环,可为脑组织提供约20%的能量。谷氨酸具有兴奋作用,GABA有抑制作用,两者可共同调节神经系统的功能。临床上对于惊厥妊娠呕吐的病人常常使用维生素B6治疗,其机理就在于提高脑组织内谷氨酸脱羧酶的活性,使GABA生成增多,增强中枢抑制作用。

脑中TCA循环和GAB代谢旁路


图7-10 脑中TCA循环和GAB代谢旁路

2.组胺(histamine)

组氨酸脱羧生成。组胺主要由肥大细胞产生并贮存,在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量较高。

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组胺是一种强烈的血管舒张剂,并能增加毛细血管的通透性。可引起血压下降和局部水肿。组胺的释放与过敏反应症状密切相关。组胺可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌,所以常用它作胃分泌功能的研究。

3.5羟色胺(5hydroxytryptamine,5HT)

色氨酸在脑中首先由色氨酸羟化酶(tryoptophanhydroxylase)催化生成5羟色氨酸(5hydroxytryptophan),再经脱羧酶作用生成5羟色胺。

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5-羟色胺在神经组织中有重要的功能,目前已肯定中枢神经系统有5-羟色胺能神经元。5-羟色胺可使大部分交感神经节前神经元兴奋,而使付交感节前神经元抑制。

其它组织如小肠血小板、乳腺细胞中也有5-羟色胺,具有强烈的血管收缩作用。

4.牛磺酸(taurine)

体内牛磺酸主要由半胱氨酸脱羧生成。半胱氨酸先氧化生成磺酸丙氨酸,再由磺酸丙氨酸脱羧酶催化脱去羧基,生成牛磺酸。牛磺酸是结合胆汁酸的重要组成分。

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5.多胺(palyamine)

鸟氨酸鸟氨酸脱羧酶催化下可生成腐胺(putrescine),S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyl methionine SAM)在SAM脱羧酶催化脱羧生成S-腺苷-3-甲硫基丙胺。在精脒合成酶(spormidinesynthetase)催化下将S-腺苷-3-甲硫基丙胺的丙基移到腐胺分子上合成精脒(cpermidine),再在精胺合成酶(spermine symthetase)催化下,再将另一分子S-腺苷-3-甲硫基丙胺的丙胺基转移到精脒分子上,最终合成了精胺(sperrmine)。腐胺、精脒和精胺总称为多胺或聚胺polyamine)(图7-11)。

多胺的生成


多胺的生成


图7-11 多胺的生成

多胺存在于精液细胞核糖体中,是调节细胞生长的重要物质,多胺分子带有较多正电荷,能与带负电荷的DNARNA结合,稳定其结构,促进核酸蛋白质合成的某些环节。在生长旺盛的组织如胚胎、再生肝及癌组织中,多胺含量升高。所以可将利用血或尿中多胺含量作为肿瘤诊断的辅助指标。

32 α-酮酸的代谢 | 个别氨基酸代谢 32
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