Реакции декарбоксилирования при перераспределении азота
Декарбоксилирование аминокислот — в сущности необратимый процесс, который часто является завершающим этапом синтеза такт амино-соединений, как γ-амнномасляная кислота и β-аланин:
He входящая в состав белков 7-аминомасляная кислота обнаружена во многих растительных тканях, особенно в прорастающих семенах и листьях в условиях стресса, однако роль этой аминокислоты в метаболизме растительной клетки неясна. При дезаминировании γ-аминомасляной кислоты образуется сукцинат, который может подвергаться аэробному окислению в цикле трикарбоновых кислот, в то время как высвобождающийся азот используется для синтеза других аминокислот. Образуемый при α-декарбоксилировании аспартата β-аланин иногда обнаруживают в составе фракции небелковых аминокислот растительных клеток, о его важной роли в обмене веществ свидетельствует тот факт, что β-аланин входит в состав молекулы кофермента А.
Существуют два основных механизма синтеза аминов в клетке. Одна реакция - это α-декарбоксилирование аминокислоты с образованием амина, которая может быть представлена следующим общим уравнением:
Тип образуемого амина определяется природой боковой цепи (R): при алифатической R образуются алифатические первичные амины, при ароматической R - ароматические амины, а когда R - алифатическая боковая цепь, содержащая аминогруппу, образуются диамины. Примеры синтеза аминов различного типа показаны на рисунке 3.2.
Декарбоксилирование серина дает этаноламин, который наряду с его метилированным производным холином играет важную роль в биосинтезе фосфолипидов. Гидроксилирование ароматической аминокислоты тарозина дает 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА), который, в свою очередь, образует при декарбоксилировании ароматический амин дофамин, интермедиат биосинтеза алкалоидов, в то время как декарбоксилирование основной аминокислоты аргинина приводит к образованию диамина агматина. Далее агматин может превращаться с потерей карбамоильного остатка в другой диамин, путресцин (NH2 (CH2)4NH2).
Второй тип реакции, приводящей к образованию аминов, — переаминирование аминокислоты и соответствующего альдегида:
Многие из реакций, участвующих в образовании аминов в растительных клетках, до конца не изучены, однако известно, что амины обычно присутствуют в небольших концентрациях, исключение составляют цветки, содержащие относительно много алифатических первичных аминов, которые, возможно, привлекают насекомых, облегчая тем самым процесс опыления. В результате декарбоксилирования ароматических аминокислот фенилаланина и тирозина образуются соответственно фенилэтиламин и тирамин - важные метаболиты, служащие предшественниками в биосинтезе алкалоидов.
