Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

, который снижает Km субстрата. ь-Идуро-яовая кислота, эпимер D-глюкуроновой кислоты — важный компонент дерматансульфатов, гепарина и гепарансульфата (гл. 38). Однако идуроновая кислота не встраивается в эти гликозамин-гликаны из UDP-идуроновой кислоты, как это предполагали раньше, а образуется при участии эпимеразы, которая действует на D-глюкуроновую кислоту, находящуюся в составе полимерного предшественника гетероолигосахарида (разд. 15.8.3).

15.7.5. Аспекты метаболизма галактозы

Как отмечено выше, главный путь, ведущий к галактозе, необходимой для синтеза полисахаридов, проходит через обратимую эпимеризацию ГГОРглюкозы. Метаболизм принимаемой с пищей галактозы начинается с фосфорилирования в положении С-1 при помощи АТР, которое катализируется галактокиназой. Галактоки-наза печени плода и ребенка характеризуется Km и Vmax, примерно в 5 раз превосходящими таковые у ферментов взрослого организма. Главная участь галактозо-Гфосфата с печени — это превращение в ходе реакции, катализируемой галактозо-1-фосфат — уридилилтрансферазой:

иОРглюхоза-f-галактозо-1-фосфат ? > UDPraлактоза -f глюкозо-1-фосфат

Эта уникальная трансферазная реакция приводит к возвращению галактозы в основное русло углеводного метаболизма, поскольку ГЮРгалактоза может тогда подвергнуться эпимеризации в ТЮРглюкозу. Наследственная утрата фосфогалактозоуридилтранс-¦феразной активности является основной причиной галактоземии— детского заболевания, которое заключается в неспособности усваи-' вать галактозу из лактозы молока, в результате чего отсутствует рост и образуются катаракты. В эритроцитах больных галакто-земией содержится белок, иммунологически тождественный нормальной трансферазе, но лишенный каталитической активности; поэтому можно полагать, что он отличается только замещением одного или нескольких аминокислотных остатков в активном центре.

15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II

653

15.7.6. Метаболизм фруктозы

Несмотря на то что фруктоза может медленно фосфорилиро-ваться в положении 6 при действии неспецифических киназ, большая часть принятой с пищей фруктозы подвергается фосфорилироваиию в печени при участии особой фруктокиназы, специфически направляющей фосфорилирование в положение С-1 этой кетозы. Неизвестна мутаза, которая могла бы катализировать превращение фруктозо-1-фосфата в фруктозо-6-фосфат, но неспособна катализировать синтез фруктозодифосфата из фруктозо-1-фосфата и фосфофруктокиназы (разд. 14.4.2). Единственный доступный для превращения фруктозо-1-фосфата путь становится возможным благодаря участию специфической альдолазы, которая катализирует реакцию

фруктозо- 1-фосфат -»- диоксиацетонфосфат + г лицеральдегид

Дальнейший метаболизм глицеральдегида заключается в восстановлении за счет NADH до глицерина, который затем фосфорили-руется глицеролкиназой, использующей АТР; глицерол-3-фосфат окисляется при участии NAD до диоксиацетонфосфата. Последний затем включается в обычную гликолитическую последовательность.

У людей, которые лишены фруктокиназы, основная масса принимаемой с пищей фруктозы просто выводится с мочой. Непереносимость фруктозы относится к числу наиболее серьезных заболеваний; оно характеризуется генетическим дефектом альдолазы, специфичной к фруктозо-1-фосфату, который накапливается после приема фруктозы и ингибирует различные ферментные системы. Даже здоровые люди могут испытывать трудности при потреблении больших количеств фруктозы. Несмотря на присутствие киназы и специальной альдолазы с высокими и адэкватными активностями, фруктозо-1-фосфат может накапливаться в печени в течение некоторого времени после большого притока фруктозы, например в случае потребления большого количества сахарозы. Предложено следующее объяснение этого явления. В связи с действием киназы [АТР], и, следовательно, [Pi], в клетках печени убывают. Ингибирование дезаминазы адениловой кислоты Р,-(гл. 36) таким образом снимается, и накапливается инозиновая кислота (IMP); при таких условиях в интактной, перфузируемой печени за 10 мин [IMP] возрастает в семь раз. Однако IMP — мощный ингибитор фруктозо-1-фосфат-альдолазы (/(,·= = 0,1 ммоль/л и К^1'р=0,18 ммоль/л), и в результате дальнейший метаболизм фруктозо-1-фосфата задерживается.

654

III. МЕТАБОЛИЗМ

15.7.7. Окисление; образование уроновых кислот

Глюкуроновая кислота образуется путем окисления уридин-дифосфатглюкозы:

уридиндифосфатглюкоза -\- 2NAD+

-*- уридиндифосфатглюкуроновая кислота -f- 2NADH+ + 2Н+

Один фермент катализирует обе последовательные стадии окисления, необходимые для образования карбоксильной группы из первичной спиртовой; предполагаемый интермедиат, в котором С-6 находился бы на альдегидном уровне окисления, не обнаружен. Однако синтетическая иОРдиглюкоальдоза, предполагаемый промежуточный продукт реакции, исключительно прочно связывается с ферментом. Добавление NADH восстанавливает ее вновь до 1ФРглюкозы, a NAD+ приводит к очень быстрому окислению до сШРглюкуроновой кислоты. Очевидно, роль этого вещества как связанного с ферментом промежуточного продукта можно считать доказанной.

Неизвестно, каким способом свободная глюкуроновая кислота образуется в клетках животных, если только бактериальный путь

-рг о2

глюкозо-6-фосфат -»- миоинозит -*¦ глюкуроновая кислота

не действует также и у животных. Каково бы ни было ее происхождение, глюкуроновая кислота может быть восстановлена в ь-гулоновую кислоту. У растений и животных, кроме приматов и морских свинок, образованная таким образом ь-гулоновая кислота участвует в синтезе аскорбиновой кислоты (гл. 50).

НСОН I

НСОН

носн

I

НСОН

I

НС-

НСОН I

+ NADPH + Н+-> НОСН + NADP

НСОН

I

НСОН

СООН СООН D-глкжуроноБая L-гулоновая кислота кислота

У всех млекопитающих гулоновая кислота может окисляться до ь-ксилулозы. Однако в реакциях фосфоглюконатного окислительного пути, описанного ранее (гл. 14), участвует именно D-ксилу-лозо-5-фосфат. Как показано ниже, -ксилулоза может превра-

15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II

655

ш'аться в D-ксилулозу путем восстановления до ксилита и последующего окисления:

NADP1" +

СООН

носн

I

носн I

•нсон носн

I

ь-гулоновэя ¦шелома

NADPH + ?* +

со2 +

сн,он I

с=о I

НСОН I

НОСН I

СН2ОН L-ксилулоза

СН2ОН

I

НОСН НСОН

I

НОСН СН,ОН

СН,ОН

I

НСОН

I

НОСН

I

НСОН

I

сн,он

CH..OH

? -

с=о

I

носн

I

неон I

сн2он

D-ксилулозо

Предполагается, что D-ксилулоза может фосфорилироваться за счет АТР при участии соответствующей киназы до о-ксилулозо-5-фосфата и затем вступать в реакции фосфоглюконатного окислительного пути. В конечном итоге такой процесс представляет собой еще один обходный путь окисления глюкозы, минующий реакции анаэробного гликолиза и цикла лимонной кислоты. Масштаб этих реакций еще не подвергался количественной оценке. Возникающий в этом процессе С02 происходит из С-6 глюкозы в противоположность фосфоглюконатному окислительному пути, где С02 происходит из С-1 атома глюкозы.

Аномалия, известная под названием идиопатической пентозу-рии, вероятно, связана с наследственным отсутствием фермента, который восстанавливает L-ксилулозу. В результате этого большие количества L-ксилулозы появляются в моче. У таких людей прием с пищей D-глюкуроновой кислоты сопровождается мощным выделением L-ксилулозы.

15.7.8. Многоатомные спирты

Хотя многие полиолы подвергаются превращениям у бактерий, роль этих соединений в метаболизме млекопитающих ограничена. В семенных пузырьках восстановление глюкозы за счет NADPH в сорбит с последующим его окислением приводит к образованию фруктозы, которая в больших количествах содержится в семенной жидкости (гл. 44). Восстановление других Сахаров происходит подобным образом, хотя и в ограниченной мере, во многих тканях. Так, дульцит, продукт восстановления галактозы, накапливается в хрусталике крыс, получавших галактозу, и оказывается существенным фактором в формировании катаракты при галактоземии (гл. 40).

656

III. МЕТАБОЛИЗМ

Циклический миоинозит (разд. 3.3.2.4) в изобилии встречается в растениях в виде гексафосфатного эфира, и присутствие фосфа-тидилинозита в мозге (гл. 37) служит указанием на важную роль инозита у млекопитающих. За исключением продемонстрированной возможности образования инозита из глюкозы у безмикробных животных, известно очень мало о происхождении этого вещества. У дрожжей синтез инозита начинается с глюкозо-6-фосфата и требует участия NAD+. Распад инозита, по-видимому, начинается с его окисления до глюкуроновой кислоты, которое катализируется инозитолоксигеназой.

15.7.9. Оксидоредуктазы; образование дезоксигексоз

Дезоксигексозы и дидезоксигексозы встречаются в полисахаридах как животного, так и растительного происхождения.

Синтез этих восстановленных Сахаров начинается от нуклеозидди-фосфатсахаров путем двух общих окислительно-восстановительных реакций, которые катализируются оксидоредуктазами. До сего времени указанные ферменты выделены только из бактерий, но

15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II

657

.вероятно, что подобные ферменты используются и в клетках млекопитающих. В каждом случае один фермент, который содержит один прочносвязанный NAD+ на молекулу, нуждается в экзогенном NADPH в качестве восстановителя. Путь образования dTDP рамнозы приведен в качестве примера. Предположение о существовании связанных с ферментом промежуточных продуктов, хотя и подкрепляется рядом убедительных данных, все еще не может считаться окончательно доказанным.

Аналогичные промежуточные продукты обнаружены в процессе образования GDPyK03bi из СОРманнозы у бактерий и, согласно предположениям, должны участвовать в образовании таких диде-зоксисахаров, как СОР-3,6-дидезокси-ь-галактоза (колитоза), СОР-3,6-дидезокси-о-манноза (тивелоза), СОР-3,6-дидезокси-1.-ман-ноза _(аскаридоза) и СОР-3,6-дидезокси-о-глюкоза (паратоза).

4-Аминодезоксигексозы образуются при участии специфических аминотрансфераз, которые переносят эквивалент NH3 в положение 4, например, у 4-кеторамнозы или 4-кетофруктозы. Специфичность этих ферментов определяет последующую конфи

страница 24
< 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 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 2" (8.40Mb)


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

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(21.10.2019)