Предмет: Биохимия
Раздел: Метаболизм аминокислот, ферментативные реакции
Задание:
Напишите уравнение реакции декарбоксилирования лизина in vivo. Назовите полученное соединение и укажите его биологическую роль.
Решение:
Шаг 1. Что такое декарбоксилирование аминокислот?
Декарбоксилирование — это процесс удаления карбоксильной группы (-COOH) из молекулы аминокислоты, который сопровождается выделением углекислого газа (CO₂). В результате этого процесса получается аминосоединение.
Лизин: \[ NH₂-CH-(CH₂)₄-CH(NH₂)-COOH \] (α-карбоксильная группа)
Шаг 2. Декарбоксилирование лизина:
При декарбоксилировании лизина in vivo фермент биогенные амины катализирует реакцию превращения лизина в кадверин (1,5-диамино-пентан). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ C₆H₁₄N₂O₂ \rightarrow C₅H₁₄N₂ + CO₂ \]
Где:
- Лизин (C₆H₁₄N₂O₂) теряет карбоксильную группу (-COOH), образуя кадверин (C₅H₁₄N₂) и углекислый газ (CO₂).
Конечное соединение: кадверин (1,5-диаминопентан)
Структурная формула кадверина: \[ NH₂-(CH₂)₅-NH₂ \]
Шаг 3. Биологическая роль полученного соединения:
- Токсичность: В больших количествах кадверин и подобные полиамины могут вызывать негативные последствия, такие как неприятные запахи (например, при разложении тканей).
- Регуляция клеточного роста: Полиамины, включая кадверин, участвуют в регуляции роста и деления клеток, так как связываются с ДНК и РНК.
- Участие в образовании биогенных аминов: Кадверин является важным биогенным амином, который участвует в метаболических путях и играет роль в созревании и адаптации тканей.
Ответ:
- Уравнение реакции декарбоксилирования лизина: \[ C₆H₁₄N₂O₂ \rightarrow C₅H₁₄N₂ + CO₂ \]
- Название полученного соединения: кадверин (1,5-диаминопентан).
- Биологическая роль: Кадверин участвует в различных метаболических процессах, в том числе связан с ростом и делением клеток.