Dekarboksylacja

Dekarboksylacja, dekarboksylowanie – reakcja chemiczna, w której dochodzi do usunięcia grupy karboksylowej z kwasów karboksylowych lub ich soli i estrów. W wyniku tej reakcji następuje zazwyczaj wydzielenie dwutlenku węgla. W organizmie jest wywoływana najczęściej poprzez działanie enzymów.

Przykładem reakcji dekarboksylacji w syntezie chemicznej są reakcje Hunsdieckera, Simoniniego i Kochiego.

Dekarboksylacja ketokwasów ma szczególne znaczenie w środowisku naturalnym, gdzie stanowi jeden z etapów degradacji aminokwasów w procesach fermentacyjnych i rozkładu tlenowego.

Dekarboksylacja fermentacyjna

Przykładem dekarboksylacji jest jeden z ubocznych etapów fermentacji alkoholowej. W procesie tym następuje wydzielenie dwutlenku węgla CO₂, któremu towarzyszy utlenianie. Produktem tej reakcji jest aldehyd octowy.

Dekarboksylacja tlenowa

Przykładem tlenowej dekarboksylacji jest biosynteza acetylo-CoA. Obok pirofosforanu tiaminy w tej reakcji bierze udział kwas liponowy, który umożliwia jednoczesne odczepienie atomów wodoru. W wyniku tego procesu powstaje utleniony produkt dekarboksylacji, czynny octan (koenzym A).

Reakcja przebiega według wzoru:

kwas pirogronowy + CoA-SH + NAD → czynny octan + CO₂ + NADH + H(+)

Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu

Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu jest katalizowana przez kompleks wieloenzymatyczny, zwany dehydrogenazą pirogronianową, zlokalizowaną w macierzy mitochondrialnej. W przebiegu tego procesu pirogronian ulega dekarboksylacji (odłącza CO₂), a pozostający fragment dwuwęglowy utlenia się do acetylo-S-CoA. Nieodwracalność procesu sprawia, iż pirogronian nie może odtwarzać się z acetylo-S-CoA, dlatego acetylo-S-CoA nie może być substratem w procesie glukoneogenezy.

Przykłady dekarboksylacji aminokwasów

• arginina → agmatyna
• fenyloalanina → fenyloetyloamina
• histydyna → histamina
• kwas glutaminowy → kwas γ-aminomasłowy
• lizyna → kadaweryna
• seryna → etanoloamina
• tryptofan → tryptamina
• tyrozyna → tyramina