نقل الأمين

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
تفاعل نقل الأمين بين حمض أميني وحمض ألفا كيتو

عملية نقل الأمين هي تفاعل كيميائي ينقل مجموعة أمينية من حمض أميني إلى حمض ألفا كيتو.

تحدث هذه العملية بشكل رئيسي في الكبد. في الكبد، تُنقل مجموعات الأمين من الأحماض الأمينية المختلفة إلى ألفا-كيتوغلوتارات لتكوين الغلوتامات. في الميتوكوندريا، يُنزع الأمين من الغلوتامات، ويدخل الأمونيوم السام إلى دورة اليوريا للتخلص منه. تُعد العضلات الهيكلية موقعًا آخر لعملية نقل الأمين. في العضلات الهيكلية، تُنقل مجموعات الأمين إلى البيروفات لتكوين الألانين. ينقل الألانين النيتروجين إلى الكبد عبر دورة الغلوكوز-ألانين. [ 1 ]

في الكيمياء الحيوية ، تحدث هذه العملية على نطاق واسع أثناء تخليق الأحماض الأمينية ، ويتم تحفيزها بواسطة إنزيمات ناقلة الأمين (أمينوترانسفيراز) ، والتي تتطلب العامل المساعد بيريدوكسال فوسفات (PLP)، وحمض ألفا كيتو كمستقبل لمجموعة الأمين. يعمل ألفا كيتوغلوتارات كمستقبل رئيسي لمجموعة الأمين، وينتج عنه الغلوتامات .

حمض أميني + ألفا-كيتوغلوتارات ↔ حمض ألفا-كيتو + غلوتامات

يتم نقل مجموعة الأمين في الجلوتامات بدورها إلى الأوكسالوأسيتات في تفاعل نقل أمين ثان ينتج عنه الأسبارتات .

غلوتامات + أوكسالوأسيتات ↔ ألفا-كيتوغلوتارات + أسبارتات

الآلية الكيميائية الحيوية ووظيفة عملية نقل الأمين

تُعد عملية نقل الأمين مسؤولة عن إزالة الأمين من معظم الأحماض الأمينية، وهي واحدة من مسارات التحلل الرئيسية التي تحول الأحماض الأمينية الأساسية إلى أحماض أمينية غير أساسية (أحماض أمينية يمكن تصنيعها من جديد بواسطة الكائن الحي).

يُعد هذا الرسم التخطيطي مثالاً جيداً على تفاعلات نقل الأمين، حيث يوضح التخليق الحيوي (البناء) للأحماض الأمينية الغلوتامات والغلوتامين والبرولين والأرجينين من السلائف ألفا كيتوغلوتارات.

تتم عملية نقل الأمين بواسطة أنواع متعددة من إنزيمات ناقلة الأمين . قد يكون إنزيم ناقل الأمين متخصصًا في حمض أميني واحد، أو قد يكون قادرًا على معالجة أي حمض أميني من مجموعة متشابهة، مثل الأحماض الأمينية المتفرعة السلسلة، والتي تشمل الفالين والإيزولوسين والليوسين. النوعان الأكثر شيوعًا من ناقلات الأمين هما ناقلة أمين الألانين (ALT) وناقلة أمين الأسبارتات (AST) .

آلية العمل

تحدث عملية نقل الأمين المحفزة بواسطة إنزيم ناقل الأمين على مرحلتين. في المرحلة الأولى، تُنقل مجموعة الأمين ألفا من الحمض الأميني إلى الإنزيم، مُنتجةً حمض ألفا كيتو المقابل والإنزيم المُؤَمَّن. خلال المرحلة الثانية، تُنقل مجموعة الأمين إلى مستقبل حمض الكيتو، مُكَوِّنةً ناتج الحمض الأميني مع تجديد الإنزيم. تُحدَّد الكيرالية للحمض الأميني أثناء عملية نقل الأمين. لإتمام التفاعل، يتطلب إنزيم ناقل الأمين مشاركة مرافق الإنزيم المحتوي على الألدهيد، بيريدوكسال-5'-فوسفات (PLP) ، وهو مشتق من البيريدوكسين ( فيتامين ب 6 ). يتم استيعاب مجموعة الأمين عن طريق تحويل مرافق الإنزيم هذا إلى بيريدوكسامين-5'-فوسفات (PMP). يرتبط PLP تساهميًا بالإنزيم عبر رابطة قاعدة شيف، المُكوَّنة من تكثيف مجموعة الألدهيد الخاصة به مع مجموعة الأمين إبسيلون لبقايا الليسين الإنزيمية . تُعد قاعدة شيف، المترافقة مع حلقة البيريدينيوم الخاصة بالإنزيم، محور نشاط الإنزيم المساعد.

آلية بينغ بونغ بي بي لنقل الأمين المحفز بالإنزيم والمعتمد على فوسفات البيريدوكسال (PLP). يحدث تفاعل ناقل الأمين على مرحلتين تتكونان من ثلاث خطوات: نقل الأمين، والتماكب، والتحلل المائي. في المرحلة الأولى، تُنقل مجموعة الأمين ألفا من الحمض الأميني إلى فوسفات البيريدوكسال (PLP) مُنتجةً حمض ألفا كيتو ومركب فوسفات البيريدوكسال (PMP). في المرحلة الثانية من التفاعل، تُنقل مجموعة الأمين من مركب فوسفات البيريدوكسال (PMP) إلى حمض ألفا كيتو مختلف مُنتجةً حمض ألفا أميني جديد ومركب فوسفات البيريدوكسال (PLP).

تعتمد نواتج تفاعلات نقل الأمين على توافر أحماض ألفا كيتو. وعادةً ما تكون هذه النواتج إما ألانين أو أسبارتات أو جلوتامات ، حيث تُنتَج أحماض ألفا كيتو المقابلة لها من خلال استقلاب الوقود. وباعتبارها مسارًا رئيسيًا لتحلل الأحماض الأمينية، فإن الليسين والبرولين والثريونين هي الأحماض الأمينية الثلاثة الوحيدة التي لا تخضع دائمًا لتفاعل نقل الأمين، بل تستخدم إنزيمات نازعة الهيدروجين الخاصة بها .

نقل الأمين غير الأنزيمي

يمكن وصف نوع ثانٍ من تفاعلات نقل الأمين بأنه استبدال نيوكليوفيلي لأحد الأمينات أو أنيون الأميد على أمين أو ملح أمونيوم. [ 2 ] على سبيل المثال، يمكن استخدام هجوم الأمين الأولي بواسطة أنيون الأميد الأولي لتحضير الأمينات الثانوية:

RNH 2 + R'NH − → RR'NH + NH 2 −

يمكن تحضير الأمينات الثانوية المتناظرة باستخدام نيكل راني (2RNH₂ → R₂NH₂ + NH₃ ) . وأخيرًا، يمكن إزالة مجموعة الألكيل من أملاح الأمونيوم الرباعية باستخدام الإيثانولامين.

R₄N⁺ + NH₂CH₂CH₂OH → R₃N⁺ RN + H₂CH₂CH₂OH​​​​​​​​​​​​​

تخضع الأمينونافثالينات أيضًا لعمليات نقل الأمين. [ 3 ]

دور أنسجة وأعضاء محددة في عملية نقل الأمين

تحدث عملية نقل الأمين في العديد من الأنسجة والأعضاء، وخاصة الكبد والعضلات الهيكلية، حيث تعمل هذه الأعضاء معًا لإدارة مجموعات الأمين المتولدة أثناء هدم الأحماض الأمينية. يُعد الكبد الموقع الرئيسي لعملية نقل الأمين. بعد هضم البروتينات إلى وحداتها الأساسية، وهي الأحماض الأمينية، تُنقل هذه الأحماض الأمينية إلى الكبد. في سيتوبلازم خلايا الكبد، تُنقل مجموعات الأمين من العديد من الأحماض الأمينية إلى ألفا-كيتوغلوتارات، مُكَوِّنةً الغلوتامات في تفاعل نقل الأمين. [ 1 ] من خلال هذه العملية، تتحد مجموعات الأمين من أحماض أمينية مختلفة لتكوين الغلوتامات، مما يقلل الحاجة إلى إنزيمات متعددة في عمليات الإزالة أو التخليق الحيوي اللاحقة.

بعد تفاعل نقل الأمين هذا، يُنقل الغلوتامات إلى الميتوكوندريا، حيث يحفز إنزيم نازع هيدروجين الغلوتامات تفاعل نزع أمين تأكسدي، مُحررًا الأمونيوم. [ 4 ] يُعد الأمونيوم الحر سامًا للخلايا، لذا يُحوله الكبد بسرعة إلى فوسفات الكاربامويل من خلال تفاعل مع البيكربونات، مما يسمح له بالدخول في دورة اليوريا للتخلص منه. يحتوي الكبد أيضًا على إنزيم ناقل أمين الأسبارتات. يحفز هذا الإنزيم تفاعلًا فريدًا حيث يعمل الأوكسالوأسيتات، بدلًا من ألفا-كيتوغلوتارات، كمستقبل لمجموعة الأمين. [ 5 ] في هذا التفاعل، ينقل الغلوتامات مجموعة أمين إلى الأوكسالوأسيتات، مُشكلًا حمض الأسبارتات الأميني ومُجددًا ألفا-كيتوغلوتارات. يمكن للأسبارتات بعد ذلك الدخول في دورة اليوريا، حيث يتحد مع السيترولين .

تُعدّ العضلات الهيكلية موقعًا آخر لعملية نقل الأمين. يتوفر البيروفات بوفرة في العضلات نتيجةً لعملية تحلل الجلوكوز المكثفة. تُنقل مجموعات الأمين في العضلات الهيكلية إلى البيروفات، وهو أحد نواتج تحلل الجلوكوز، لتكوين الألانين. [ 6 ] يُحفز إنزيم ناقلة أمين الألانين هذا التفاعل. ثم يُنقل الألانين إلى الكبد، حيث يُحوّل مرة أخرى إلى بيروفات (يُستخدم في استحداث الجلوكوز ) عن طريق نقل مجموعة الأمين الخاصة به إلى ألفا-كيتوغلوتارات، لتكوين الغلوتامات. [ 7 ] في الوقت نفسه، يُنقل الجلوكوز من الكبد (حيث يتوفر بوفرة أكبر نتيجةً لعملية استحداث الجلوكوز) إلى العضلات، حيث يُستهلك. [ 7 ] هذه هي دورة الجلوكوز-ألانين .

مراجع

  1. 1 2 شاندل، نافديب س. (2021-04-01). "استقلاب الأحماض الأمينية" . وجهات نظر كولد سبرينغ هاربور في علم الأحياء . 13 (4) a040584. doi : 10.1101/cshperspect.a040584 . ISSN 1943-0264 . PMC 8015690. PMID 33795250 .   
  2. ↑ سميث، إم بي ومارش، جيه. الكيمياء العضوية المتقدمة: التفاعلات والآليات والبنية ، الطبعة الخامسة. وايلي، 2001 ، ص 503. ISBN 0-471-58589-0
  3. ↑ بوث، جيرالد (1 يناير 2000). "مشتقات النفثالين". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . وايلي-في سي إتش فيرلاغ جي إم بي إتش وشركاه كي جي إيه إيه. doi : 10.1002/14356007.a17_009 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. ↑ "18.6: هدم البروتينات" . نصوص الكيمياء الحرة . 30-08-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-11-2025 .
  5. ↑ فرون، ديفيد هـ.؛ إسرائيلي، ظفر (1990)، "ناقلات الأمين" ، في ووكر، هـ. كينيث؛ هول، و. دالاس؛ هيرست، ج. ويليس (محررون)، الأساليب السريرية: التاريخ والفحص البدني والفحوصات المخبرية (الطبعة الثالثة )، بوسطن: بتروورث، ISBN  978-0-409-90077-4PMID 21250265 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2025 
  6. ↑ بهاجافان، ن. ف. (2002)، "استقلاب البروتين والأحماض الأمينية" ، الكيمياء الحيوية الطبية ، إلسيفير، ص 331-363 ، doi : 10.1016/b978-012095440-7/50019-6 ، ISBN  978-0-12-095440-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2025
  7. 1 2 ليتواك، جيرالد (2022)، "استقلاب الأحماض الأمينية" ، الكيمياء الحيوية البشرية ، إلسيفير، ص 403-440 ، doi : 10.1016/b978-0-323-85718-5.00020-0 ، ISBN  978-0-323-85718-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2025
  • فويت وفويت. الكيمياء الحيوية ، الطبعة الرابعة