Аминокислоты производные пировиноградной кислоты

Пировиноградная кислота — Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

Аминокислоты производные пировиноградной кислоты

C3H4O3 = СН3—СО—СОНО (иначе: ацетилмуравьиная, метилглиоксилевая или, по новой номенклатуре, пропаноновая кислота) — простейшая α-кетонокислота (см.), открыта Берцелиусом в 1835 г., получившим ее осторожной перегонкой (не выше 220°) виноградной и винной кислот (откуда и название ее).

В настоящее время она обыкновенно получается тем же путем, но с прибавкой к названным кислотам кислой серно-калиевой соли, что значительно улучшает выход продукта (Erlenmeyer). Реакция состоит здесь в отщеплении воды и углекислоты: C4H6O6 = C3H4O3 + СО2 + Н2O. Полученная кислота очищается фракционированной перегонкой, но не слишком продолжительной (см. ниже свойства). П.

кислота получается также общими способами образования α-кетонокислот: из соответствующего нитрила, цианистого ацетила СН3—CO—CN (Claisen u. Shadwell; см. Кетонокислоты), при окислении этилиденмолочной кислоты СН3—СН(OH)—СОНО хамелеоном (Бейльштейн и Виганд); далее она образуется из α-дихлор- и α-дибромпропионовой кислоты при обработке их окисью серебра (Beckurts u.

Otto) или действием воды при 130° (Клименко): CH3—CBr2—CO2 H + А2O = СН3—СО—СО2H + 2AgBr; CH3—CCl2—CO2H + Н2O = CH3—СО—СО2H + 2HCl; при перегонке глицериновой кисл.: СН2(ОН)—CH(OH)—СО2H = СН3—СО—СО2H + Н2O (Moldenhauer; ср. выше) и нек. др. случаях. П. кислота при обыкн. темп.

жидка, на холоду застывает и вновь плавится при +9° (Simon), кипит почти без разложения при 165°, по запаху напоминает уксусную кислоту, имеет уд. в. близкий к 1,27 (20°), растворяется во всех пропорциях в воде, спирте и эфире. Как кислота (одноосновная), П. кислота образует соли, сложные эфиры и др. производные.

Соли, если они получены на холоду, кристалличны; при нагревании их растворов они переходят в аморфные (полимерные?) видоизменения, как и сама кислота, которая при стоянии на холоду, быстрее при нагревании, переходит в нелетучий сироп, способный давать лишь аморфные соли. П. кислота, выделенная из нормальных солей, также является сиропообразной. Сложные эфиры П.

кислоты получаются обычными путями. Метиловый эфир СН3—СО—СО(ОСН3), полученный из серебряной соли в CH3J, кипит при 134—137°. Этиловый эфир СН3—СО—СО(OC2H5) получен при действии крепкой серной кислоты на смесь П. кислоты со спиртом, кипит при 146—146° (710 мм), водой быстро разлагается.

Амид CH3—CO—CO—NH2 получен осторожной гидратацией нитрила и представляет хорошо образованные призматические или таблицеобразные кристаллы, плавящиеся при 124—125°, легко растворимые в воде и спирте и легко возгоняющиеся (ниже 100°). Нитрил П. кислоты, цианистый ацетил CH3—CO—CN, получается при действии синеродистого серебра на хлористый ацетил: СН3—COCl + AgCN = CH3—CO—CN + AgCl (Hübner) или отнятием воды от изонитрозоацетона, например, при действии хлористого ацетила:

CH3—CO—CH(NOH) — H2O = CH3—CO—CN (Claisen u. Manasse). Нитрил представляет жидкость, кипящую при 93°, под влиянием крепкой соляной кислоты превращается в П. кислоту, водой медленно разлагается на уксусную и синильную кислоты (CH3—CO—CN + Н2O = СН3—СОНО + HCN) и при хранении, а также при действии твердых едких щелочей, полимеризуется, образуя C6H6O2N2.

Кетонная натура П. кислоты проявляется в образовании оксима, гидразона, соединений с синильной кислотой [CH3—C(OH)(CN)—COHO] двусернистокислыми щелочами, аммиаком и пр., в реакциях восстановления и уплотнения. Оксим П. кислоты, или изонитрозопропионовая кислота CH3—C(=NO)—COHO, помимо обычного способа получения оксимов (см.

Изонитрозосоединения) действием гидроксиламина (V. Meyer u. Janni), получается в виде эфира, который затем обмыливается, при действии азотистой кислоты на метилацетоуксусный эфир: CH3—CO—CH(CH3)—CO—OC2H5 + HO—NO = CH3—C(=N—OH)CO—OC2H5 + CH3—СООН (V. Meyer и Zublin.

[Реакция, общая для получения оксимов α-кетонокислот, исходя из однозамещенных гомологов ацетоуксусного эфира СН3—CO—CH(R)—СООС2H5 (Wiengel, Fürth).

]), а также на метилмалоновый эфир: CH3—CH(CO2H)—CO—OC2H5 + HO—NO = CH3—C(=N—OH)CO—OC2H5 + H2O +CO2; представляет белое кристаллическое вещество со свойствами кислоты, растворимое в воде, при слабом нагревании с уксусным ангидридом распадается на воду, углекислоту и ацетонитрид: CH3—C(N—OH)—COHO = CH3—CN + CO2 + H2O, а при нагревании до 177° сразу разлагается и исчезает без остатка. Фенилгидразон C6H5NH—N=C(CH3)—COHO образуется в виде светло-желтого объемистого кристаллического осадка (иглы, темп. плавл. 192°) при действии фенилгидразина даже на весьма слабые водные растворы П. кислоты (характерная реакция); образуется также при действии П. кислоты на др. гидразоны, например: (CH3)2—C=N—NHC6H5 + CH3—CO—COHO = (CH3)2—СО + CH3—C(=N—NH—C6H5—COHO (E. Fischer, Jourdan и Ach). При восстановлении амальгамой натрия или цинком с соляной кислотой П. кислота дает этилиденмолочную СН3—CH(OH)—СОНО (кетонная реакция, ср. Кетонокислоты); при восстановлении йодистым водородом — пропионовую CH3—CH2—COHO. С др. стороны, и сама она может действовать восстановительно, выделяя серебряное зеркало из аммиачного раствора окиси серебра и окисляясь при кипячении с последней в уксусную и угольную кислоты. Из реакций уплотнения П. кислоты обращают на себя внимание идущие под влиянием оснований, напр., едкого барита (Finkh, Böttinger). При кипячении П. кислоты с количеством Ва(ОН)2, недостаточным для ее нейтрализации, и в присутствии небольшого количества воды образуются рядом с уксусной и угольной кислотой кислоты пировинная CO2—CH2—CH(CH3)—CO2H и пиротритаровая (увиновая) . Те же продукты и, кроме того, еще цитраконовая кислота, впрочем, получаются и просто при продолжительном нагревании П. кислоты до 170° (Böllinger). Уплотнение с образованием пировинной кислоты происходит также при нагревании П. кислоты с соляной кислотой до 100° 2CH3—CO—CO2H = СО2H—CH2—CH(СН3)—СО2H + СО2 (Clermont). При кипячении П. кислоты с избытком барита образуется вместе с СО2, C2H2O4 и др. увитиновая кислота C6H3(CO2H)2CH3 (Finkh, Böttinger), представляющая метилизофталевую кислоту (ср. превращение ацетона в мезитилен). В присутствии аммиака П. кислота конденсируется с образованием производных пиридина (см.). В присутствии крепкой серной кислоты на холоду П. кислота дает с углеводородами CnH2n-6 бензольного ряда кислоты СnH2n-16O2, например: CЗH4O3 + 2C6H6 = C15H14O2 + Н2O. Подобным же образом она реагирует и с фенолами (Böttinger). Из др. реакций заслуживает упоминания действие пятихлористого фосфора PCl5, который превращает П. кислоту в хлорангидриды моно- и дихлорпировиноградных кислот (Seissl).

П. П. Рубцов. Δ.

Источник: Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона на Gufo.me

Источник: https://gufo.me/dict/brockhaus/%D0%9F%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0

ПОИСК

Аминокислоты производные пировиноградной кислоты
    Эта первая стадия метаболизма состоит из 11 последовательных химических реакций, в которых глюкоза превращается во фруктозу, а затем в два производных глицеринового альдегида, содержащих три атома углерода.

Лишь на одной-двух последних стадиях процесс разветвляется на различные маршруты, приводящие к пировиноградной кислоте, молочной кислоте, этанолу или ацетону. Каждая стадия гликолиза регулируется собственным катализатором, роль которого выполняет фермент с молекулярной массой 30000-500000. [c.

327]
    Таким путем может образовываться и ацетилкофермент А (82), наиболее важное из ацильных производных кофермента. Однако основным путем его биосинтеза является синтез из пировиноградной кислоты, основного продукта гликолиза.

Превращение пировиноградной кислоты в ацетилкофермент А в общем виде можно представить схемой (50), однако в действительности процесс более сложен. В нем принимает участие тесно связанный комплекс ферментов и коферментов, включая тиаминпирофосфат (см. ниже), флавопротеин, NAD+ и липоевую кислоту [67]. [c.

613]

    Пировиноградная кислота применяется в промышленности для получения атофана (стр. 1023) и его производных, используемых для лечения подагры. [c.329]

    Синтез Фишера. Вероятно, наиболее широко применимым для синтеза производных индола является метод, открытый Эмилем Фишером. В 1884 г.

Фишер и Гесс [22] нашли, что азотистое соединение, получающееся с малыми выходами при нагревании несимметричного метилфенилгидразона пировиноградной кислоты (I) со спиртовым раствором хлористого водорода, в действительности было производным индола—1-метилиндол-2-карбоновой кислотой (II). [c.7]

    Другие аминокислоты входят в цикл при помощи ацетил-КоА. Это вещество играет важную роль в подготовке жиров к окислению. Жиры, расщепляющиеся гидролитически под влиянием липаз, дают жирные кислоты и глицерин.

Глицерин образует глицерофосфат и в гликолитической системе превращается в пировиноградную кислоту. Механизм окисления жирных кислот долгое время был предметом споров.

В настоящее время имеются данные, полученные изотопными методами, которые позволяют с большой уверенностью принять схему, очень похожую на схему Кноопа, предложенную им еще в начале XX в. [3].

Существенным дополнением схемы Кноопа является введение в нее KoA-SH и разъяснение характера действия различных ферментов. Основной особенностью процесса надо считать последовательное отщепление от молекулы жирной кислоты двухуглеродных фрагментов, получающихся в виде ацетильного производного КоА. [c.110]

    Являясь производной пировиноградной кислоты, щавелевоуксусная кислота принимает активное участие в общем обмене веществ, связывая между собой превращения углеводов, аминокислот и белков. [c.251]

    Фенилаланин был получен действием аммиака и цианистоп водорода на фенилацетальдегид восстановлением оксима ил1 фенилгидразона фенилпировиноградной кислоты восстановление пировиноградной кислоты в спиртово-аммиачном растворе восстановлением а-аминокоричной кислоты или ее производных i действием аммиака на а-бром- -фенилпировиноградную кислото детальные указания для работы по этой методике приведены в Org Synt., 21, 99. [c.500]

    Выход амида аминокислоты в этом случае составляет 40%. Гидролиз дегидроаминокислот в смеси амидов аминокислот и производных пировиноградных кислот используется в твердофазном синтезе пептидов (см. ниже). Производные дегидроаминокислот [c.112]

    Гидратация метилпирувата и производных пировиноградной кислоты по сравнению с превращением простых карбонильных соединений термодинамически более предпочтительна.

Равновесие исследовано методом Ю-ЯМР и показано, что константа диссоциации К для гидратов составляет 0,32 для метилпирувата, 0,42 для пировиноградной кислоты и 18,5 для пируват-аниона [21].

Эти значения можно сравнить со значениями К, равными 500 для ацетона и 0,7 для ацетальдегида. Гидратация катализируется Н3О+, основаниями и бычьей карбоангидразой [22]. [c.200]

    Наиболее универсальные пути распада моносахаридов — это распад глюкозы и соответствующих полисахаридов, глюканов (см. гл.

20) до пировиноградной кислоты (путь Эмбдена — Мейергофа — Парнаса) и полное окисление глюкозы до СОз с промежуточным образованием производных пентоз (окислительный пентозофосфатный цикл).

В некоторых микроорганизмах существенное значение имеют другие пути метаболизма-углеводов, которые в настоящей книге будут рассмотрены очень кратко. [c.365]

    Напишите структурные формулы функциональных производных пировиноградной кислоты по карбоксильной и кетонной группам. Предложите способы их получения, обращая особое внимание на выбор реагентов и условий, позволяющих избирательно затронуть только одну из двух имеющихся функциональных групп. [c.128]

    Эти данные еще раз подчеркивают значение пировиноградной кислоты как соединения, играющего центральную роль во многих процессах обмена веществ растений, и показывают также, что реакции синтеза и превращений производных глутаминовой кислоты идут параллельно и аналогично реакциям обме на самой глутаминовой кислоты. [c.258]

    Выяснилась тесная связь пантотена с реакцией ацетилирования в животном организме. Как известно, при реакции ацетилирования остаток уксусной кислоты — ацетильный радикал (СН3СО—) присоединяется к ацетилируемому соединению.

Таким путем происходят, например, превращения ароматических аминов в соответствующие ацетилированные производные в печени и холина в ацетилхолин в ткани мозга. Оказалось, что в состав коферментной группы, осуществляющей указанную реакцию ацетилирования (коэнзим А), входит пантотеновая кислота.

Коэнзим А участвует в переносе не только ацетильного, но и других кислотных (ацильных) радикалов, образуя соответствующие ацилкоэнзимы А (ацетил-, бутирил-, сукцинил-коэнзим А и т. п., стр. 274 и 307).

В окислительном превращении пировиноградной кислоты, начиная с момента образования уксусной кислоты, точнее, ацетильного радикала, находящегося в связанном состоянии (стр. 275), также участвует коэнзим А, в который входит пантотеновая кислота (стр. 274).

Эти данные имеют, по-видимому, наиболее общее значение, так как окислительный распад уксусной кислоты до углекислоты и воды представляет собой последний этап в образовании конечных продуктов обмена белков, жиров и углеводов. [c.176]

    Хотя для получения специфических — SH-производных белков, а также для блокирования и количественного определения групп — SH чаще всего применялись ртутные соединения, мышьяксо-держащие вещества и тяжелые металлы также ингибируют ряд ферментативных систем in vitro и вызывают интоксикацию живых организмов мышьяком и металлами. Одним из общеизвестных биологических процессов является ингибирование окислительной системы с производными пировиноградной кислоты. Стоккен и Томпсон [72в] составили хронологический обзор работ, которые позволили установить связь между реакцией арсенитов и мышьяк-содержащих соединений, являющихся нарывными отравляющими веществами, с тиоловыми группами белков и инактивированием ферментов или их отравлением. Хотя монотиолы обеспечивают защиту от токсического действия окиси мышьяка и, в меньшей степени, арсенита натрия, эти простые тиолы оказались неэффективными против более токсичных мышьяксодержащих отравляющих веществ, например таких, как льюизит [дихлор (2-хлор-винил)арсин]. Английские исследователи высказали следующее предположение Возможно, что мышьяк соединяется с двумя близко расположенными — SH-группами, принадлежащими одной и той же молекуле, образуя большое кольцо, испытывающее относительно слабое напряжение. Из этих соображений следует, [c.293]

    Установлено, что производные дегидроаланина и дегидропептидов, содержащие остаток дегидроаланина, взаимодействуют с ацетатом ртути с образованием амида насыщенной аминокислоты (от аминокислотного остатка в N-конце) и производных пировиноградной кислоты (от остатков в С-конце) [c.112]

    Изатин легко гидролизуется под действием раствора щелочи. Продукт этой реакции может служить исходным веществом для получения производных хинолина. Какие образуются соединения, если в реакцию с этим продуктом ввести а) ацетон, б) ацетоуксусиый эфир, в) пировиноградную кислоту  [c.279]

    Альдегид, соответствующий пировиноградной кислоте, называется метилглиоксалем, так как его можно рассматривать как метильное производное глиоксаля  [c.306]

    Синтез Рейссерта. Предложенный Рейссертом [103] в 1897 г. метод, получения индола из о-нитротолуола имеет большое значение для синтеза различных производных индола. Этот тип синтеза лучше всего можно иллюстрировать на примере, разработанном Рейссертом.

Конденсация о-нитротолуола (1) с диэтиловым эфиром щавелевой кислоты (11) в присутствии этилата натрия приводит к получению этилового эфира о-нитрофенил-пировиноградной кислоты (111) [104].

После гидролиза эфира до о-нитрофе-нилпировиноградной кислоты (IV) последняя восстанавливается цинком уксусной кислоте в о-аминофенилпировиноградную кислоту (V). [c.14]

    Большое число экспериментальных работ, выполненных многими исследователями, позволило установить перечисленную выше последовательность стадий. Ряд промежуточных продуктов был выделен при помощи методов фиксации.

Ацетальдегид может быть обнаружен в виде бисульфитного или димедонового производного. При этом в качестве основного продукта образуется глицерин, а не этиловый спирт.

Пировиноградная кислота была выделена по реакции с р-нафтиламином, с которым она образует производное цинхониновой кислоты  [c.724]

    Пировиноградную кислоту получают гидролизом а,а -дихлорпропио-новой или а,а -дибромпропионовой кислоты , путем перегонки глице-р1 новой кислоты или путем окисления бисульфитного производного метилглиоксаля . [c.719]

    Семикарбазоны часто применяют для защиты стероидных кето-иов, а также при получении альдегидных форм пентаацетатов альдо-гексоз [507]. Семикарбазоны обычно получают в кислой среде, но при этом в качестве растворителя и катализатора рекомендуется применять пиридин [508].

Семикарбазоновые производные устойчивы к действию таких восстановителей, как борогидрид натрия [508, 509], борогидрид лития [510] и алюмогидрид лития [511], и не изменяются в условиях окисления по Оппенауэру Д512]. Регенерация карбонильного соединения из его семикарбазона происходит не всегда гладко.

Для этого предложен ряд методов, в том числе гидролиз соляной кислотой [508], отгонка летучих кетонов с паром в присутствии щавелевой [513] или фталевой кислоты [514], нагревание с уксусным ангидридом в пиридине [515], гидролиз в присутствии азотистой кислоты [507, 508, 511, 516] или окислов азота [517] и взаимодействие с пировиноградной кислотой, причем последний из них, вероятно, является наилучшим [508—510, 518]. [c.260]

    При действии на металлхелаты эфиров арил(ароил)пировиноградных кислот орто-фенилендиамина и этилендиамина происходит атака по а-кетоэфир-ному фрагменту с образованием продуктов реакции, тождественных полученным из лигандов (соответственно производные хиноксалона и пиперазинона) [116, 117]. [c.226]

    Индолил-2-карбоновая кислота вследствие простоты получения, устойчивости к кислотам и легкости удаления карбоксильной группы оказалась наиболее важным полупродуктом для многих синтезов производных индола [192, 193].

Чаще всего ее получают из фенилгидразона пировиноградной кислоты [23].

Этот тип синтеза был применен к большому количеству гомологов индолил-2-карбоновой кислоты первоначальный вариант синтеза по Фишеру [23] во многих случаях был улучшен заменой хлористого цинка другими более мягкими кислыми катализаторами. [c.34]

Источник: https://www.chem21.info/info/1524057/

Пировиноградная кислота

Аминокислоты производные пировиноградной кислоты

Пировиноградная кислота — органическая кислота, первая из ряда α-кетокислот, то есть содержит кетогруппы в α-положении по отношению к карбоксильной.

Анион пировиноградои кислоты называется пируват и является одной из ключевых молекул во многих метаболических путях.

В частности пируват образуется как конечный продукт гликолиза, и при аэробных условиях может быть дальше окисленный до ацетил-кофермента А, который вступает в цикл Кребса. В условиях недостатка кислорода и пируват превращается в реакциях брожения.

Пировинградна кислота также является исходным веществом для глюконеогенеза — процесса обратного к гликолиза. Она является промежуточным метаболитом в обмене многих аминокислот, а у бактерий используется как предшественник для синтеза некоторых из них.

Физические и химические свойства

Пировиноградная кислота — это бесцветная жидкость с запахом похожим на запах уксусной кислоты, смешивается с водой в любых пропорциях.

Для пировиноградной кислоты характерны все реакции карбонильной и карбоксильной групп. Из-за их взаимное влияние друг на друга реакционная способность обоих групп усиливается, также это приводит к облегченной реакции декарбоксилирования (отщепление карбоксильной группы в форме углекислого газа) в присутствии серной кислоты или при нагревании.

Пировиноградная кислота может существовать в форме двух таутомерив енольная и кето, преобразования которых друг в друга легко происходит без участия ферментов. При pH среды 7 преобладает кетонная форма.

Реакции образования пирувата

Значительная часть пирувата в клетках образуется как конечный продукт гликолиза.

В последний (десятый) реакции этого метаболического пути фермент пируваткиназа катализирует перенос фосфатной группы фосфоэнолпируват на АДФ (субстратно фосфорилирования), в результате чего образуется АТФ и пируват в енольная форме, быстро таутомеризуеться в кетонную.

Реакция происходит в присутствии ионов калия и магния или марганца. Процесс выражено екзергоничний, стандартная изменение свободной энергии ΔG 0 = -61,9 кДж / моль, вследствие чего реакция необратима. Примерно половина высвобожденной энергии запасается в форме фосфодиестерного связи АТФ.

Также до пирувата метаболизмують шесть аминокислот:

  • Аланин — в реакции трансаминирования с α-кетоглутаратом, катализируемой Аланинаминотрансфераза в митохондиях;
  • Триптофан — в 4 шага превращается в аланина, затем происходит переаминирования;
  • Цистеин — в двух шагах: на первом отщепляется сульфгидрильная группа, второй — переаминирования;
  • Серин — в реакции, катализируемой сериндегидратазою;
  • Глицин — только один из трех возможных путей деградации, только один заканчивается пирувата. Преобразование происходит через серин в два этапа;
  • Треонин — образование пирувата один из двух путей деградации, осуществляется через преобразования в глицин, а затем — серин).

Эти аминокислоты относятся к глюкогенных, то есть таких, из которых в организме млекопитающих из них может синтезироваться глюкоза в процессе глюконеогенеза.

Преобразование пирувата

По аербних условий в клетках эукариот пируват, образованный в гликолизе и других метаболических реакциях, транспортируется в митохондрии (если не синтезируется сразу в этой органеллы, как в случае переаминирования аланина).

Здесь он превращается одним из двух возможных путей: либо вступает в реакцию окислительного декарбоксилирования, продуктом которой является ацетлы-кофермент А, или каброксилюеться к оксалоацетата, который является исходным молекулой для глюконеогенеза.

Окислительное декарбоксилирование пирувата осуществляется пируватдегидрогеназного мультиэнзимных комлпекс, в состав которого входят три различные ферменты и пять коферментов. В этой реакции от молекулы пирувата отщепляется карбоксильная группа в форме CO 2, образованный остаток уксусной кислоты переносится на кофермент А, также восстанавливается одна молекула НАД:

Суммарная стандартная изменение свободной энергии составляет ΔG 0 = -33,4 кДж / моль. Образованный НАДH переносит пару электронов в дыхательная цепь переноса электронов, что дает в конечном результате энергию для синтеза 2,5 молекул АТФ. Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса или используется для других целей, например для синтеза жирных кислот.

Большинство клеток в условиях достаточного количества жирных кислот используют их, а не глюкозу, как источник энергии.

Вследствие β-окснення жирных кислот концентрация ацетил-КоА в митохондриях значительно повышается, и это вещество действует как негативный модулятор пируватдекарбоксилазного комплекса.

Похожий эффект наблюдается в случае, когда энергетические потребности клетки низкие: в таком случае увеличивается концентрация НАДH по сравнению с НАД +, что приводит к подавлению цикла Кребса и накопления ацетил-КоА.

Ацетил-кофермент А одновременно действует как положительный аллостерический модулятор для пируваткарбоксилазы, которая катализирует превращение пирувата в оксалоацетата с гидролизом одной молекулы АТФ:

Поскольку оксалоацетат не может транспортироваться через внутреннюю мембрану митохондрий вследствие отсутствия соответствующего переносчика, он восстанавливается до малата, переносится в цитозоль, где снова окисляется. На оксалоацетат действует фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа, что превращает его в фосфоэнолпируват, используя для этого фосфатную группу ГТФ:

Как видно, эта сложная последовательность реакций обратной к последней реакции гликолиза, и соответственно первой реакцией глюконеогенеза. Такой обходной путь используется, потому что преобразования фосфоэнолпируват до пирувата очень екзергонична необорона реакция.

В эукариотических клетках с анаэробных условиях (например в очень активных скелетных мышцах, погруженных в воду растительных тканях и солидных опухолях), а также в молочнокислых бактерий, происходит процесс молочнокислого брожения, при котором пируват является конечным акцептором электронов. Принимая пару электронов и протонов от НАДH пировиноградная кислота восстанавливается до молочной, катализирует реакцию лактатдегидрогеназа (ΔG 0 = -25,1 кДж / моль).

Эта реакция необходима для регенерации НАД +, необходимого для протекания гликолиза. Несмотря на то, что суммарно в процессе молочнокислого брожения не происходит окисления глюкозы (соотношение C: H как для глюкозы, так и для молочной кислоты равно 1: 2), выделенной энергии достаточно для синтеза двух молекул АТФ.

Пируват является исходным веществом и для других типов брожения, таких спиртовое, маслянокислое, пропионовокислое т.

В организме человека пируват может использоваться для биосинтеза заменяемой аминокислоты аланина путем переаминирования с глутамата (обратная реакция описанной выше переаминирования между аланином и α-кетоглутаратом). У бактерий он участвует в метаболических путях образования таких незаменимых для человека аминокислот как валин, лейцин, изолейцин а также лизин.

Уровень пирувата в крови

В норме уровень пирувата в крови колеблется в пределах 0,08-0,16 ммоль / л. Само по себе увеличение или уменьшение этого значения не является диагностическим признаком.

Обычно измеряют соотношение между концентрацией лактата и пирувата (Л: П).

Зачення Л: П> 20 может свидетельствовать о врожденных расстройства елекротнтранспортного цепи, цикла Кребса, или недостатка пируваткарбоксилазы. Л: П

Источник: https://info-farm.ru/alphabet_index/p/pirovinogradnaya-kislota.html

Пировиноградная кислота это витамин

Аминокислоты производные пировиноградной кислоты

Пировиноградная кислота (син. альфа-кетопропионовая кислота, ацетилмуравьиная кислота, пирувиновая кислота, пируват) — простейшая кетокислота, занимает центральное место в превращениях углеводов, участвует в обмене аминокислот, важнейший продукт обмена веществ у животных, в т. ч. и у человека.

Изменение содержания Пировиноградной кислоты в биологических жидкостях и тканях человека происходит при некоторых физиологических и патологических состояниях, однако в клинике в целях диагностики эти данные пока не используются. Пировиноградную кислоту используют при производстве лекарственного препарата цинхофена (см.

).

Пировиноградная кислота открыта в 1835 г. И. Берцелиусом. Анион П. к. CH3COCOO — (пируват) присутствует практически во всех тканях животных и растений, а также в микроорганизмах.

В крови здоровых людей содержится 0,5—1 мг/100 мл П. к., причем она обнаруживается преимущественно в форменных элементах крови. В моче в норме содержится ок. 2 мг/100 мл П. к.; у здоровых людей с мочой выделяется от 10 до 25 дг П. к. в сутки.

Существует П. к. в двух таутомерных формах: енольной, более реакционноспособной (I) и кетонной, более устойчивой при физиол, значениях pH (II):

Пировиноградная кислота — бесцветная жидкость с резким запахом, мол. вес (масса) 88,06, t°пл 13,6°, t°кип 165° (при 760 мм рт. ст., с частичным разложением); смешивается с водой, спиртом и эфиром. П. к. обладает хим. свойствами кетонов и альфа-кетокарбоновых кислот.

В биохимических исследованиях используют хорошо растворимые в воде натриевые и калиевые соли П. к. Получают П. к. сухой перегонкой винной или виноградной к-т в присутствии сульфата калия (KHSO4); другими методами получения П. к. являются щелочной гидролиз α,α’-дихлорпропионовой к-ты, кетонное расщепление щавелево-уксусного эфира, кислый гидролиз ацетонитрила, окисление молочной к-ты.

Пировиноградная кислота образуется в организме в процессе гликолиза (см.) из богатой энергией фосфоднолпировиноградной к-ты под действием пируваткиназы (КФ 2. 7. 1. 40). Далее П. к. может быть под действием лактатдегидрогеназы (см.) восстановлена в молочную к-ту (такое превращение П. к.

происходит при гликолизе в мышцах и при бактериальном молочнокислом брожении), путем декарбоксилирования и восстановления П. к. при спиртовом брожении (см.) превращается в этанол. В аэробных условиях происходит окислительное декарбоксилирование (см.) П. к. при участии пируватдегидрогеназного мультиферментного комплекса (КФ 1. 2. 2.

2) и КоА с образованием ацетил-КоА. Этот процесс является необходимой стадией тканевого обмена вещества, в результате которой углеводы, «сгорая» в цикле Трикарбоновых к-т (см. Трикарбоновых кислот цикл), выступают в качестве энергетического субстрата. Благодаря превращению в ацетил-КоА П. к.

включается также в метаболизм липидов и других физиологически важных соединений, напр, ацетилхолина.

Ферментативное карбоксилирование П. к.

, происходящее в митохондриях печени и почек, приводит к образованию щавелево-уксусной к-ты (оксалоацетата) — исходного соединения при биосинтезе глюкозы (глюконеогенеза) в организме животных и человека.

В сердечной мышце и в других мышцах в результате карбоксилирования П. к., сочетанного с действием малатдегидрогеназы (см.), образуется яблочная к-та (малат).

Пировиноградная кислота играет важную роль в обмене аминокислот. Под действием аланин-аминотрансферазы (КФ 2. 6.1.2) осуществляется перенос а-ами-ногрупп различных аминокислот к α-углеродному атому П. к. с образованием аланина и соответствующей кетокислоты (см.

Трансаминирование). Регенерация П. к. происходит в реакции трансаминирования аланина и альфа-кетоглутаровой к-ты. П. к.

образуется также при неокислительном дезаминировании серина, десульфгидрировании цистеина, расщеплении триптофана и тирозина ферментами микроорганизмов.

Для количественного определения П. к. разработан ряд колориметрических методов, основанных на реакциях П. к. с нитропруссидом натрия, а- или (3-нафтолом, фенилгидразином, 2,4-динитрофе-нилгидразином, салициловым альдегидом. Наиболее распространенным является определение П. к. по реакции с 2,4-динит-рофенилгидразином, на которой основано обнаружение П. к.

; в крови — методом Умбрайта и методом Лю, в моче — методом Фридеманна — Хаугена. 2,4-Динитро-фенилгидразон П. к., образующийся при взаимодействии П. к. с кислым р-ром 2,4-динитрофенилгидразина, в отличие от гид-разонов других кетокислот хорошо растворим в толуоле, которым его и экстрагируют из реакционной смеси.

После добавления к толуольному экстракту спиртового р-ра щелочи появляется красно-коричневая окраска, интенсивность которой определяют колориметрированием. Одной из модификаций метода Умбрайта является определение П. к. крови по реакции с 2,4-динитрофенилгидразином в водном р-ре без применения толуола и спирта. При наличии в биол, материале, кроме П. к.

, большого количества других кетокислот хорошие результаты дает хроматография (см). или электрофорез на бумаге (см. Электрофорез) динитрофенилгидразонов кетокислот.

Распространен также колориметрический метод определения П. к. по интенсивности желтой окраски, возникающей при реакции П. к. с салициловым альдегидом в сильнощелочнсй среде. Бисульфитный метод определения П. к. основан на реакции П. к. с гидросульфитом калия (KHSO3) или натрия (NaHSO3) в кислой среде с последующим разложением бисульфитного производного П.

к. бикарбонатом натрия и титрованием освободившегося бисульфита йодом. Наиболее чувствительный и специфический ферментативный метод определения П. к. крови по Глостеру и Харрису основан на восстановлении П. к. под действием лактатдегидрогеназы в присутствии восстановленного НАД (НАД-Н), окисление которого регистрируется спектрофотометрически при 340 нм.

Повышение содержания Пировиноградной кислоты в организме здоровых людей происходит после массивной нагрузки глюкозой, при тяжелой мышечной работе, в условиях пониженного парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, в частности при пребывании на высоте. Изменение содержания П. к.

в биол, жидкостях и тканях организма может свидетельствовать и о нарушении обмена веществ. Повышение концентрации П. к.

в крови (пируватемия) наблюдается при многих патологических процессах: недостатке в организме тиамина (витамина B1), тяжелой сердечной недостаточности, ревмокардите, болезнях печени, уремии, некоторых формах нефрита, хрон, тонзиллите, при ряде легочных заболеваний, менингите различной этиологии и некоторых других острых инфекциях, злокачественных новообразованиях, сахарном диабете, лучевой болезни, отравлениях мышьяком, сурьмой, ртутью и т. д. В цереброспинальной жидкости отмечено резкое повышение концентрации П. к. после травм и при воспалительных процессах (менингит, абсцесс мозга). Накопление П. к. в нервной ткани наблюдается при полиневритах. П. к. в крови несколько уменьшается при наркозе. В моче концентрация П. к. повышается при тяжелой почечной недостаточности, лечении стрептомицином туберкулеза почек, легких, мозга и т. д.

в организме П. к. тесно связано с содержанием продукта восстановления П. к.— молочной к-ты. Количественное соотношение этих к-т в крови является показателем соотношения интенсивности гликолитических и окислительных превращений углеводов.

В крови здоровых людей величина отношения пируват/лактат равна в среднем 10 (9,3—14,3), а ее изменение указывает на нарушение нормального метаболизма. Определение величины отношения пируват/лактат в крови может быть полезным в клинике; напр.

, величина этого отношения, являющаяся показателем обеспеченности организма кислородом, может быть использована как критерий оценки тяжести острой сердечной недостаточности.

При олигофрении (см.) в организме накапливается производное Пировиноградной кислоты — фенилпировиноградная кислота.

Библиография: Бабаскин П. М. Метод определения пировиноградной кислоты в крови, Лаборат. дело, № 7, с. 497, 1976; Биохимические методы исследования в клинике, под ред. А. А. Покровского, с. 112 и др., М., 1969: Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., М.

, 1976; Мешкова Н. П. и Северин С. Е. Практикум по биохимии животных, М., 1950; Mc Murray V. С. Essential of human metabolism, the relationship of biochemistry to human physiology and disease, Hagerstown, 1977; Rapoport S. M. Medizinische Biochemie, B., 1977.

Источник: https://vitamingid.ru/articles/pirovinogradnaya-kislota-eto-vitamin/

Декарбоксилирование аминокислот

Аминокислоты производные пировиноградной кислоты

Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. Несмотря на ограниченный круг аминокислот и их производных, подвергающихся декарбоксилиро-ванию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины – оказывают сильное фармакологическое действие на множество физиологических функций человека и животных.

В животных тканях установлено декарбоксилирование следующих аминокислот и их производных: тирозина, триптофана, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глу-таминовой и γ-оксиглутаминовой кислот, 3,4-диоксифенилаланина, цис-теина, аргинина, орнитина, S-аденозилметионина и α-аминомалоновой кислоты.

Помимо этого, у микроорганизмов и растений открыто де-карбоксилирование ряда других аминокислот.

В живых организмах открыты 4 типа декарбоксилирования аминокислот:

1. α-Декарбоксилирование, характерное для тканей животных, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с α-углеродным атомом. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины:

2. ω-Декарбоксилирование, свойственное микроорганизмам. Например, из аспарагиновой кислоты этим путем образуется α-аланин:

3. Декарбоксилирование, связанное с реакцией трансаминирования:

В этой реакции образуются альдегид и новая аминокислота, соответствующая исходной кетокислоте.

4. Декарбоксилирование, связанное с реакцией конденсации двух молекул:

Эта реакция в тканях животных осуществляется при синтезе δ-амино-левулиновой кислоты из глицина и сукцинил-КоА (см. главу 13) и при синтезе сфинголипидов, а также у растений при синтезе биотина.

Реакции декарбоксилирования в отличие от других процессов промежуточного обмена аминокислот являются необратимыми. Они катализируются специфическими ферментами – декарбоксилазами аминокислот, отличающимися от декарбоксилаз α-кетокислот (см.

главу 10) как белковым компонентом, так и природой кофермента. Декарбоксилазы аминокислот состоят из белковой части, обеспечивающей специфичность действия, и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом (ПФ), как и у трансаминаз.

Таким образом, в двух совершенно различных процессах обмена аминокислот участвует один и тот же кофермент. Исключение составляют две декарбоксилазы: гистидиндекарбоксилаза Micrococcus и Lactobacilus и аденозилметионин-декарбоксилаза Е. coli, содержащие вместо ПФ остаток пировиноградной кислоты.

Механизм реакции декарбоксилирования аминокислот в соответствии с общей теорией пиридоксалевого катализа (см. рис. 12.3) сводится к образованию ПФ-субстратного комплекса, представленного, как и в реакциях трансаминирования, шиффовым основанием ПФ и аминокислоты:

Образование подобного комплекса в сочетании с некоторым оттягиванием электронов белковой частью молекулы фермента сопровождается лабилизацией одной из трех связей при α-углеродном атоме, благодаря чему аминокислота способна вступать в реакции трансаминирования (а), декарбоксилирования (b) и альдольного расщепления (с).

Далее представлены отдельные примеры декарбоксилирования аминокислот, в частности тех, продукты реакции которых оказывают сильное фармакологическое действие. Одним из хорошо изученных ферментов является декарбоксилаза ароматических аминокислот.

Она не обладает строгой субстратной специфичностью и катализирует декарбок-силирование L-изомеров триптофана, 5-окситриптофана и 3,4-диоксифе-нилаланина (ДОФА); продуктами реакций, помимо СО2, являются соответственно триптамин, серотонин и диоксифенилэтиламин (дофамин).

Декарбоксилаза ароматических аминокислот получена в чистом виде (мол. масса 112000), кофермент – ПФ. В больших количествах она содержится в надпочечниках и ЦНС, играет важную роль в регуляции содержания биогенных аминов.

Образующийся из 5-окситриптофана серо-тонин оказался высокоактивным биогенным амином сосудосуживающего действия. Серотонин регулирует артериальное давление, температуру тела, дыхание, почечную фильтрацию и является медиатором нервных процессов в ЦНС.

Некоторые авторы считают серотонин причастным к развитию аллергии, демпинг-синдрома, токсикоза беременных, карциноидного синдрома и геморрагических диатезов.

Продукт декарбоксилазной реакции дофамин является предшественником катехоламинов (норадреналина и адреналина). Источником ДОФА в организме является тирозин, который под действием специфической гидроксилазы превращается в 3,4-диоксифенилаланин (см. главу 8).

Тиро-зин-3-монооксигеназа открыта в надпочечниках, ткани мозга и периферической нервной системы.

Простетической группой тирозин-моноокси-геназы, как и дофамин-монооксигеназы (последняя катализирует превращение дофамина в норадреналин) является тетрагидробиоптерин, имеющий следующее строение:

Физиологическая роль тирозин-3-монооксигеназы чрезвычайно велика, поскольку катализируемая этим ферментом реакция определяет скорость биосинтеза катехоламинов, регулирующих деятельность сердечно-сосудистой системы. В медицинской практике широко используются ингибиторы декарбоксилазы ароматических аминокислот, в частности α-метилдофа (альдомет), вызывающий снижение артериального давления.

В животных тканях с высокой скоростью протекает декарбоксилирование гистидина под действием специфической декарбоксилазы.

Гистамин оказывает широкий спектр биологического действия. По механизму действия на кровеносные сосуды он резко отличается от других биогенных аминов, так как обладает сосудорасширяющим свойством. Большое количество гистамина образуется в области воспаления, что имеет определенный биологический смысл.

Вызывая расширение сосудов в очаге воспаления, гистамин тем самым ускоряет приток лейкоцитов, способствуя активации защитных сил организма. Кроме того, гистамин участвует в секреции соляной кислоты в желудке, что широко используется в клинике при изучении секреторной деятельности желудка (гистаминовая проба).

Он имеет прямое отношение к явлениям сенсибилизации и десенсибилизации. При повышенной чувствительности к гистамину в клинике используют антигистаминные препараты (санорин, димедрол и др.), оказывающие влияние на рецепторы сосудов. Гистамину приписывают также роль медиатора боли.

Болевой синдром – сложный процесс, детали которого пока не выяснены, но участие в нем гистамина не подлежит сомнению.

В клинической практике широко используется, кроме того, продукт α-декарбоксилирования глутаминовой кислоты – γ-аминомасляная кислота (ГАМК). Фермент, катализирующий эту реакцию (глутаматдекарбоксилаза), является высокоспецифичным.

Интерес к ГАМК объясняется ее тормозящим действием на деятельность ЦНС. Больше всего ГАМК и глутаматдекарбоксилазы обнаружено в сером веществе коры большого мозга, в то время как белое вещество мозга и периферическая нервная система их почти не содержат.

Введение ГАМК в организм вызывает разлитой тормозной процесс в коре (центральное торможение) и у животных приводит к утрате условных рефлексов. ГАМК используется в клинике как лекарственное средство при некоторых заболеваниях ЦНС, связанных с резким возбуждением коры большого мозга.

Так, при эпилепсии хороший эффект (резкое сокращение частоты эпилептических припадков) дает введение глутаминовой кислоты. Как оказалось, лечебный эффект обусловлен не самой глутаминовой кислотой, а продуктом ее декарбоксилирования – ГАМК.

В животных тканях с высокой скоростью декарбоксилируются также два производных цистеина – цистеиновая и цистеинсульфиновая кислоты. В процессе этих специфических ферментативных реакций образуется таурин, который используется в организме для синтеза парных желчных кислот (см. главу 11).

Следует указать еще на два недавно открытых в тканях животных фермента, катализирующих декарбоксилирование орнитина и S-аденозилметионина: орнитиндекарбоксилазу и аденозилметиониндекарбоксилазу.

Значение этих реакций для тканей животных огромно, поскольку продукты реакций используются для синтеза полиаминов – спермидина и спермина.

Полиамины, к которым относят также диамин путресцин, играют важную роль в процессах клеточного роста и дифференцировки, в регуляции синтеза ДНК, РНК и белка, стимулируя транскрипцию и трансляцию (см. далее), хотя конкретный механизм участия их в указанных процессах не всегда ясен.

Таким образом, биогенные амины являются сильными фармакологически активными веществами, оказывающими разностороннее влияние на физиологические функции организма. Некоторые биогенные амины нашли широкое применение в качестве лекарственных препаратов.

Распад биогенных аминов. Накопление биогенных аминов может отрицательно сказываться на физиологическом статусе и вызывать ряд существенных нарушений функций в организме.

Однако органы и ткани, как и целостный организм, располагают специальными механизмами обезвреживания биогенных аминов, которые в общем виде сводятся к окислительному дезаминированию этих аминов с образованием соответствующих альдегидов и освобождением аммиака:

Ферменты, катализирующие эти реакции, получили название моноамин-и диаминоксидаз. Более подробно изучен механизм окислительного дез-аминирования моноаминов. Этот ферментативный процесс является необратимым и протекает в две стадии:

R-CH2-NH2+ Е-ФАД + H20-> R-CHO + NH3+ Е-ФАДН2 (1)

Е-ФАДН2 +02-> Е-ФАД + Н202 (2)

Первая (1), анаэробная, стадия характеризуется образованием альдегида, аммиака и восстановленного фермента. Последний в аэробной фазе окисляется молекулярным кислородом. Образовавшаяся перекись водорода далее распадается на воду и кислород.

Моноаминоксидаза (МАО), ФАД-содержащий фермент, преимущественно локализуется в митохондриях, играет исключительно важную роль в организме, регулируя скорость биосинтеза и распада биогенных аминов.

Некоторые ингибиторы моно-аминоксидазы (ипраниазид, гармин, паргилин) используются при лечении гипертонической болезни, депрессивных состояний, шизофрении и др.

Предыдущая страница | Следующая страница

СОДЕРЖАНИЕ

Источник: http://www.xumuk.ru/biologhim/192.html

WikiDiabet.Ru
Добавить комментарий