Реакции трансаминирования

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Аланинаминотрансфераза (АлАТ, АЛТ, глутамат-пируваттрансаминаза, L-аланин: 2-оксоглутаратаминотрансаминаза, ( КФ 2.6.1.2) – эндогенный фермент из группы трансфераз, подгруппы аминотрансфераз (трансаминаз). Катализирует реакцию переаминирования между L-аланином и кетоглутаровой кислотой. Продуктами реакции являются пируват и глутаминовая кислота. Переаминирование происходит в присутствии кофермента – пиридоксальфосфата – производного пиридоксина (рисунок 1).

Рисунок 1 – Строение пиридоксальфосфата

Большая часть аланинамнотрансферазы (АлАТ) в клетке локализована в цитоплазме, однако небольшое количество АлАТ связана с митохондриями. Цитоплазматическая и митохондриальная минотрансферазы отличаются физико-химическими свойствами, рН-оптимумом действия, и кинетическими параметрами. Цитоплазматическая фракция проявляет регуляторные свойства в отношении синтеза глюкозы de novo, так как предшественником почти половины углеводов, образующихся в процессе глюконеогенеза, является аланин.

Синтез АЛТ и других ферментов катаболизма аминокислот (тирозинаминотрансферазы, фосфо-енолпируваткарбоксикиназы) в печени индуцирует кортизол. Этот тип регуляции играет, очевидно, лишь ограниченную роль, поскольку в реальных условиях реакция обычно протекает в одном направлении, так как образовавшиеся продукты могут оказаться субстратами для действия других ферментов и выводиться из сферы реакции. В этих случаяхустанавливается скорее устойчивое (стационарное) состояние, чем истинное равновесие.

 

ГЛАВА 1

Реакции трансаминирования

 

В первой главе пойдет речь об особенностях реакций переаминирования, в частности об особенностях механизма действия ключевого внутрипеченочного фермента – аланинаминотрансферазы.

 

1.1 Механизм реакций трансаминирования

Аминотрансферазы - классический пример ферментов, катализирующих реакции, протекающие по механизму типа "пинг-понг"(рисунок 2). В таких реакциях первый продукт должен уйти из активного центра фермента до того, как второй субстрат сможет к нему присоединиться.

Рисунок 2 – Механизм реакции "пинг-понг"

 

Активная форма аминотрансфераз образуется в результате присоединения пиридоксальфосфата к аминогруппе лизина прочной альдиминной связью (рисунок 3). Лизин в положении 258 входит в состав активного центра фермента. Кроме того, между ферментом и пиридоксальфосфатом образуются ионные связи с участием заряженных атомов фосфатного остатка и азота в пиридиновом кольце кофермента.

Рисунок 3 – Присоединение к активному центру аминотрансферазы

Пиридоксальфосфат в данном случае служит переносчиком аминогрупп. При этом наиболее важную роль играет его альдегидная группа, которая может обратимо присоединять различные амины с образованием шиффовых оснований. Реакции трансаминирования проходят в 2 стадии, во время которых пиридоксальфосфат претерпевает обратимые превращения между свободной альдегидной формой (ПФ) и аминированной формой (пиридоксаминфосфат).

 

ГЛАВА 2

Определение концентрации АЛТ кинетическим методом

 

Во второй главе речь пойдет о большой важности определения концентрации аланинаминотрансферазы в крови ввиду того, что АлАт –внутриклеточный фермент и в норме в крови не находится.

 

2.1 Клиническое значение определения концентрации АЛТ

Аланинаминотрансфераза является одним из основных ферментов, которые используются в лабораторной диагностике.

АЛТ относится к индикаторным (клеточным) ферментам. Большая часть индикаторных ферментов в сыворотке крови определяется в норме лишь в следовых количествах. При поражении тех или иных тканей ферменты из клеток «вымываются» в кровь; их активность в сыворотке резко возрастает, являясь индикатором степени и глубины повреждения этих тканей. Уровень сывороточной активности фермента не всегда коррелирует с тяжестью поражения органа (обширностью некроза), т.к. АлАТ не обладает органной специфичностью.

Повышение уровня внутриклеточных ферментов в плазме крови прямо зависит от природы повреждающего воздействия, времени действия и степени повреждения биомембран клеток и субклеточных структур органов.

АЛТ находится, главным образом, в печени (на уровне печеночных клеток, причем расположен в цитозоле) и в порядке убывания концентрации – в почках, миокарде, скелетных мышцах и поджелудочной железе.

Невысокая активность АЛТ отмечена и в сыворотке крови здоровых людей, однако активность этих трансаминаз в тысячи раз ниже, чем в паренхиматозных органах. Поэтому органические поражения при острых и хронических заболеваниях, сопровождающиеся деструкцией клеток, приводят к выходу трансаминаз из очага поражения в кровь.  Широкое распространение и высокая активность трансаминаз в органах и тканях человека, а также сравнительно низкие величины активности этих ферментов в крови послужили основанием для определения уровня ряда трансаминаз в сыворотке крови человека при органических и функциональных поражениях разных органов. Повышение активности аминотрансфераз отмечено при ряде патологических процессов, в которые вовлечена печень.  Активность АЛТ (и АСТ) повышена при остром панкреатите, холецистите, паразитарных заболеваниях, псориазе, ожогах, применении пропионлактона как противовирусного средства, перегрузке организма железом, гепатобилиарной патологии. В условиях пересадки почек и последующей терапии циклоспорином и азатиоприном активность АЛТ и АСТ оказывается повышенной.  Это свидетельствует о гепатотоксическом действии препаратов. Увеличение активности аминотрансфераз может наблюдаться и у здоровых людей при диете, богатой белком или содержащей 25-30% сахарозы, а также у доноров. Увеличение активности АЛТ отмечено у пациентов при терапии некоторыми лекарственными средствами, особенно антибиотиками,  гиполипидемическими препаратами, кетоацитозе, азотемии. Повышение уровня трансаминаз в сыворотке крови отмечено, кроме того, при некоторыхзаболеваниях мышц, в частности при обширных травмах, гангрене конечностей и прогрессивной мышечной дистрофии.

Количество АЛТ определяют кинетическим методом.

2.1.1 Повышенный уровень

• самые высокие уровни повышения АЛТ (в 20-100 раз превышают норму) при острых вирусных и токсических гепатитах (в случае острого вирусного гепатита А рост АЛТ предшествует за две недели появлению желтухи, нормализация АЛТ происходит примерно через 3 недели. В случае вирусных гепатитов В или С, значения AЛT непредсказуемо увеличиваются и уменьшаются, возвращаясь к почти нормальным значениям. При хронических персистирующих гепатитах значения трансаминаз периодически повышаются, при хроническом активном гепатите происходит повышение уровня АЛТ, но не на том уровне, как при остром гепатите);

• при обструктивной (механической) желтухе повышение значений могут быть небольшими и поздними, быстрый и заметный рост (> 600 ЕД/л) с последующим внезапным снижением в течение 12-72 часов считается характерным для острой обструкции желчных протоков;

• при метастазах в печени наблюдается иногда умеренный рост, но при первичной опухоли заметных изменений не происходит;

• при стеатозе печени (возрастает в 2-3 раза);

2.1.2 Сниженный уровень

• инфекции мочеполовой сферы;

• опухоли различного происхождения;

• дефицит пиридоксальфосфата (недостаточное питание, употребление алкоголя);

• алкогольный гепатит, где соотношение AСT/AЛT может быть больше в два раза как результат снижения содержания печеночных АЛТ (из-за дефицита пиридоксальфосфата). Иногда соотношение AСT/AЛT может расти у пациентов с жировой инфильтрацией печени (жировой гепатоз), во время беременности. Более высокий рост АСТ, в сравнении с АЛТ, наблюдается и при циррозе печени и печеночных метастазах. Можно заподозрить первичный билиарный   цирроз, если соотношениеAСT/AЛT больше или равно 3.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – Москва, 1998. – 704 с.

2) Кукулянская, Т.А. Энзимология. Практикум к лабораторным занятиям, задания для самостоятельной работы и контроля знаний студентов / Т.А. Кукулянская. – Минск: БГУ, 2008. – 196 с.

3) Северин Е.С. Биохимия: Учебник для вузов / Е.С. Северин. – Москва, 2004. – 799 с.

4) BioCyc Database Collection [Electronic resource] / Ed. J.L. Reveal. – Menlo Park, 2014. – Mode of access: http://biocyc.org/. – Date of access: 28.10.2014.

5) Лабораторный  справочник [Электронный ресурс] / Справочник анализов. – Киев, 2011. – Режим доступа: http://spravochnik.synevo.ua. – Дата доступа: 13.11.2014