Биологический каталог




Нейрохимия

Автор М.И.Прохорова, Н.Д.Ещенко, С.Ю.Туманова и др.

амниаза ..... , .

3. АМФ--> ИМФ + 1ЧН3.

Таким образом, эти два циклических процесса являются основными путями образования физиологических концентраций аммиака в нервной ткани.

Устранение аммиака в ЦНС осуществляется, как известно, в результате глутаминсинтетазной реакции:

Глутаминовая кислота NMa 4 Ат% Глутамин + АДФ *\- Фн + Н Ю.

Mg +

Промежуточным продуктом в процессе образования глутамина является у-глутамилфосфат

О о

!! II

Н О ОС—СН - С Но - СНо - С—О - р—о-

I I

NHo О-

189

который остается связанным с каталическим центром фермента. В нормальных физиологических условиях, когда имеется достаточный уровень АТФ, эта реакция направлена в сторону связывания аммиака. При ряде тяжелых патологий наиболее мощным источником повышения аммиака в мозгу выступает система глутамин—глутаминовая кислота. Основная часть глута-минсинтетазы (КФ 6.3.1.2) локализована в микросомальной фракции мозга, а небольшая часть ее представлена в нервных окончаниях. .

Дезаминирование глутамина катализируется глутаминазой; (КФ 3.5.1.2),- которая локализована исключительно в митохондриях. Этот фермент катализирует реакцию Глутамин -f Н^О Глутамат + NH3.

Глутаминаза головного мозга представлена двумя изоэнзп-мамй — ф"6^аТ5'ав11СИ'мой" и фосфатнезависимой глутаминаза-ми. Следует отметить, что активность этого фермента в головном мозгу невелика, так как продукт реакции — глутаминовая кислота—сильно тормозит активность фермента. Последнее обстоятельство позволило некоторым авторам предположить, что глутаминаза в головном мозгу, где содержание глутаминовой кислоты велико, неактивна. Однако оказалось, что, несмотря на низкую каталитическую активность, этот энзим активируется рядом модуляторов, среди которых наиболее эффективными яв--ЛЯкЗтся тироксин, ацил-КоА, ацетил-КоА, рибофлавинфосфат и др. Предполагают, что этот фермент выполняет определенную роль в транспорте глутамата. Известно, что биологические мембраны более проницаемы для глутамина, чем для глутамата, и глутаминаза может участвовать, в частности, в превращении глутамина крови во внутриклеточный глутамат. По мнению ряда авторов, глутаминаза играет важную роль в регуляции содержания глутамата в нервных окончаниях.

А-ацетиласпарагиновая кислота

N-ацетиласпарагиновая кислота

НООС--СНо-СН -СООН

I

HN-C-CH,

п

О

является производным аспарагиновой кислоты. Следует указать, что вообще не обнаружено аминокислот, принадлежащих исключительно нервной системе, так же, как и в других тканях не обнаружено аминокислот, которые бы полностью отсутствовали в нервной системе. Однако определенные производные аминокислот присутствуют преимущественно в нервной ткани. К ним относится N-ацетиласпарагиновая кислота, концентрация которой в головном мозгу большинства видов животных в 2—3 раза

190

больше, чем аспарагиновой кислоты. Причем, концентрация N-ацетиласпарагиновой кислоты низка при рождении и повышается в проДессе развития. Ацетильная группа поставляется от ^цетил-КоА. Функция этого соединения окончательно не выяснена, но предполагается, что N-ацетил^спар^.гиновая кислота является:^) источником ацетильных' групп для ряда биосинтетических процессов (например, эта аминокислота активно используется для биосинтеза ряда нейрональных пептидов) и i 2) источником N-блокированных концевых групп для биосинтеза определенных белков мозга.

Долгое время считали, что экзогенная N-ацетиласпарагино-вая кислота имеет очень низкую скорость обновления, так как синтезируется она медленно и ее ацетильная и аспартильная группы обмениваются медленно. В дальнейшем оказалось, что в мозговой ткани имеются два пространственно-разделенных фонда N-ацетиласпартата — малый, высокоактивный, локализованный в глии, и большой, медленно обменивающийся, присутствующий в нейронах. Таким образом, N-ацетиласпарагиновая кислота оказалась метаболически более активной, чем полагали прежде. Хотя ее деградация и синтез происходят медленно, эта аминокислота при наложении на мозг быстро захватывается и обменивается в малом активном метаболическом пуле, вероят-иее всего глиальном. Метаболизм N-ацетиласпартата тесно связан с присутствием аминов, которые образуют с М-анетиласпар-татом сильно щелочно-лабильные соединения. Природа этих соединений неясна, но была показана возможность образования щелочно-лабильного комплекса тРНК—ацетил аспартат. Кроме того, N-ацетиласпартат принимает активное участие в образовании большого семейства N-ацетилированных пептидов мозга.

Гамма-аминомасляная кислота

Одним из главных компонентов пула свободных аминокислот головного мозга различных животных является уашшо_ масляная кислота (ГАМК), продукт а-декарбоксилнрования глутаминовои кислоты. Дикл превращений ГАМК в мозгу включает 3 сопряженных ферментативных реакции и получил название ГАМК-шунта:

_ Глутаматдекарйоксилаза

1. Глутаминовая кислота--> ГА.МК + СО2

. „*w,^ , Трансаминапа ГЛМК(ГДМК-П

2. ГАМК + а-Кетоглутаровая кислота

Янтарный полуальдегид -f Глутаминовая кислота

п п - ... п, , 1Г л Дегидрогеназа

3. Янтарный полуальдегид + НАД4 + Н20

янтарного полуальдегида —> Янтарная кислота + НАДН+ + Н.

Основная__цель функционирования шунта.™ пгтрлшодить ГАМК. ГАМК обнаружена как в нейронах, так и в глии, в больших концентрациях найдена в синаптосомах. Содержание ее у разных

19!

видов животных колеблется от 1 до 3 мкмолей на 1 г свежей ткани.

Недавно Зейлером и Вагнером (1975) был предложен новый путь образования ГАМК из /--глутамата. Согласно их данным, глутамат при участии НАД переходит в полуальдегид янтарной кислоты, который путем трансаминирования со второй молекулой глутамата образует ГАМК по схеме

1. Глутамат -f- НАД+ + Н20 -+ Янтарный полуальдегид + СО2+ HAAH2-fNH:, 2. Янтарный полуальдегид + Глутамат ГАМК -f-а-Кетоглутарат.

Описанный процесс протекает в ядрах различных клеток, в том числе и нейрональных.

В настоящее время ГАМК рассматривается как медиатор 'физиологического торможения в нервной системе. ГАМК тормозит биоэлектрическую активность не только головного мозга позвоночных, но и нервных цепочек и ганглиев беспозвоночных 'животных. Однако высокая концентрация этой аминокислоты в ткани мозга млекопитающих свидетельствует о том, что ее роль в нервной системе не ограничивается лишь медиаторной [функцией.

Глицин и пути его обмена

Глицин в нервной ткани, как и в других органах и тканях животного организма, может быть синтезирован из глюкозы и других субстратов. Кроме того, глицин может проникать в мозг из циркулирующей крови. Применение метода радиоактивной индикации позволило установить, что глицин участвует не только в биосинтезе белков, но и в других многочисленных биосинтетических процессах, таких как образование пуринов, порфп-ринов, креатина, этаноламина, холина, глутатиона и др.

Основной путь синтеза глицина de novo — образование его в нервной ткани из серина путем обратимой N\ 1М10-метилентет-рагидрофолат — тетрагидрофолат-зависимой трансформации при участии фермента серинтрансгидроксиметилазы (КФ 2.1.2.1). Тет

страница 61
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Нейрохимия" (12.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(24.10.2019)