|
|
Основы биохимии. Том 2гурацию у С-4; так, dTDP-4-кеторамноза может дать начало или dTDP-4-ами-нодезоксиглюкозе, или dTDP-4-аминодезоксигалактозе. 15.7.10. Декарбоксилирование Единственный известный случай декарбоксилирования нуклео-зиддифосфатсахаров — превращение иОРглюкуроновой кислоты в иОРксилозу, которая утилизируется для образования ксилози-дов путем связывания с гидроксидными группами серина при синтезе протеогликана (гл. 38). Соответствующий фермент нуждается в NAD+, вероятно, потому, что реакция включает также инверсию у положения 5, обнаруживаемую лишь тогда, когда в этом положении находится меченый водород, например тритий (см. ниже). Возможно, что какое-то 4-кето-производное опять-таки является промежуточным продуктом. 1ЩРглкшуроноБая иБРксилоза кислота иОРксилоза, конечный продукт этих реакций (см. рис. 15.12), представляет собой аллостерический регулятор окисления иОРглюкозы в иОРглюкуроновую кислоту. В строме роговицы, 658 III. МЕТАБОЛИЗМ центре активного синтеза протеогликана, фермент, ведущий реакцию декарбоксилирования, в стационарном состоянии ингибиро-ван на ~90%; в носовом хряще он подавлен на ~50%, но в коже новорожденного — лишь на ~20%. Эти данные согласуются с относительными концентрациями ЬЮРксилозы и иОРглюкуроно-вой кислоты в каждой из этих тканей; [ЬЮРксилоза] составляет 72,7 и 10 мкмоль/л, в то время как [ЬЮРглюкуронат] —364, 70 и 210 мкмоль/л соответственно для стромы роговицы, носового хряща и кожи новорожденного. 15.7.11. Образование аминосахаров Начальный этап в образовании аминосахаров состоит в переносе амидной группы глутамина на фруктозо-6-фосфат с образованием глюкозамин-6-фосфата: фруктозо-6-фосфат -f- глутамин -*¦ глюкозамин-6-фосфат -f- глутаминовая кислота Фермент из печени (мол. масса ~380ООО), имеющий ?^~?= = 0,1 ммоль/л и Д™Утам™ =0,7 ммоль/л, неактивен с ??3. Регуляция активности по типу обратной связи осуществляется в довольно сложной форме отрицательным эффектором UDP-N-аце-тилглюкозамином (как это следует из дальнейшего). Глюкозо-6-фосфат сам по себе не оказывает влияния на фермент, но снижает ?? для ингибитора. АМР — ингибитор, но только в том случае, когда первичный ингибитор уже связан с ферментом, UTP не влияет на фермент, но может препятствовать связыванию ингибитора. Кинетические измерения показывают, что ни один из этих эффектов не может быть отнесен к числу аллостерических. Значения Кт и Ki позволяют полагать, что фермент печени функционирует со скоростью, составляющей ~50% Vmax, и, вероятно, на долю катализируемой им реакции приходится ~0,5% всей глюкозы, протекающей через печень. Регуляция, вероятно, имеет большее значение в таких тканях, как кожная, где этот путь охватывает от 10 до 20% протекающей глюкозы. Различные артроподы, включая насекомых, используют UDP-N-ацетилглю-козамин для образования хитина — компонента из наружных скелетных структур. У этих видов, как и у бактерий, для синтеза глюкозамин-6-фосфата используется NH3 вместо глутамина, и глюкозо-6-фосфат играет роль аллостерического активатора, в то время как UDP-N-ацетилглюкозамин — ингибитор. 15.7.12. Образование сиаловых кислот Сиаловые кислоты входят в состав гликопротеидов млекопитающих (обычно как нередуцирующие концевые остатки олиго-сахарида), гликосфинголипидов и структур бактериальной стенки. 15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II 659 Как показано на рис. 15.12, синтез этих кислот начинается от UDP-N-ацетилглюкозамина и идет через ?-ацетилманнозамин до ?-ацетилманнозамин-б-фосфата. Альдегидный углерод последнего затем участвует в альдольной конденсации с фосфоенолпируватом, фосфат которого гидролитически отщепляется, вследствие чего процесс становится практически необратимым: соон I о I с—оро3н, + н3с—с—?—сн II н I СНг носн I нсон нс-I о соон I -с—он нсн I о нсон II I н,с—с—?—сн ? -сн нсон нсон фосфоеиолпиро-I винограЭная кислота ?-ацетилмвннозамин-6-фосфат 9-фосфо- М-ацегпихгнеира-миновая кислота Получающаяся в результате гидролитического отщепления 9-фосфата ?-ацетилнейраминовая кислота реагирует с СТР с образованием CMP-N-ацетилнейраминовой кислоты: —UDP АТР UDP-N-ацетилглюкозамин -*- ?-ацетилманнозамин -*- ->¦ ?-ацетилманнозамин-б-фосфат, (1) —Рг ?-ацетилманнозамин-б-фосфат -f- фосфоенолпируват -*¦ 9-фосфо-Ы-ацетилнейраминовая кислота -1 ?-ацетилнейрзминовая кислота, (2) ?-ацетилнейраминовая кислота -f- СТР C.MP-N-ацетилнейраминовая кислота -J- PPj. 15.7.13. Механизм контроля взаимопревращений гексоз В основном синтез других гексоз из глюкозы направлен в сторону соединений, требуемых для синтеза полисахаридов. Как уже отмечалось, многие, если не все, такого рода биосинтетические пути саморегулируются; активированная форма гексозы, которая 660 III. МЕТАБОЛИЗМ утилизируется при образовании полимера, выступает в качестве аллостерического ингибитора какой-нибудь ранней стадии своего собственного биосинтеза. В табл. 15.5 перечислены некоторые при- Таблица 15.5 Примеры метаболического контроля биосинтеза гексоз иигибированием по типу обратной связи Ингибитор3 Ингибируемая реакция^ Источник {ГГПТрамноза dTTP + глюкозо-1-? —>- dTDTraio-коза Е. coli, Pseudomonas СХ>Рпаратоза СТР + глюкозо-1-? —у СЭРглюкоза Salmonella paratyphi GDPcpyK03a GTP + маннозо-1-?—*¦ GDP.viaHHOsa ?. coli CMP-Neu Ac UTP + Ас-глюкозамин-1-? —UDP-Ас-глюкозамин ?. coli CMP-Neu Ac Ас-глюкозамин-6-? —*¦ Ас-манноз-амин-6-? ?. coli CMP-Neu Ac UDP-Ас-глюкозамин —»- Ас-манноз-амин Печень, роговица UDP-Neu Ac Фруктозо-6-Р+глутамин—>-глюкоз-амин-6-? ?. coli, печень иОРксилоза СГОРглюкоза —*¦ глюкуроновая кислота ?. coli, печень NeuAc — ?-ацетилнейраминовая кислота. Ac — ?-ацетил. меры метаболического контроля такого типа. Специфичность таких процессов иллюстрируется тем фактом, что некоторые штаммы Aerobacter используют маннозу, а другие — фукозу в построении своих внеклеточных полисахаридов; действие СОРманнозопи-рофосфорилазы ингибируется СОРманнозой у бактерий первой группы и СОРфукозой — у второй, но не наоборот. 15.8. Биосинтез гликозидов 15.8.1. Гликозилтрансферазы и типы гликозидных связей Синтез гликозидов происходит во всех живых клетках. Поскольку гидролиз какого-нибудь простого гликозида, например мальтозы, сопровождается изменением свободной энергии AG°= =—4000 кал/моль, то образование гликозидной связи возможно 15. -МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II только при обеспечении требуемым количеством энергии. Эта энергия становится доступной для синтеза путем утилизации нуклео-зидфосфосахаров в качестве донорных субстратов в реакциях, катализируемых гликозилтрансферазой гликозил,-дифосфонуклеозид -\- гликоза2 -»¦ доиорнын субстрат акцепторныП субстрат -*¦ гликозил,-0-гликозэ2 -\- нуклеозиддифосфат гликозид Аномерный углерод гликозы в донорном субстрате всегда связан с фосфатом так же, как в иОРглюкозе (разд. 15.3.8). Некоторые* типы гликозидных связей, найденные у млекопитающих и представляющие собой результат действия гликозилтрансферазы, перечислены в табл. 15.6. Лишь немногие из этих дисахаридов найдены в природе; один из наиболее важных дисахаридов для млекопитающих— лактоза молока, синтез которой при участии лак-тозосинтазы рассмотрен в гл. 8. Все другие гликозиды у высших, организмов обычно содержат более двух моносахаридов и связаны с белком или лнпидом. Олигосахариды тканей млекопитающих обычно образуются путем соответствующей комбинации небольшого числа моносахаридов, а именно фукозы, галактозы, ?-ацетилглюкозамина, ?-ацетил-галактозамина, маннозы и сиаловой кислоты (?-ацетил или, ?-гликолил). Глюкоза редко встречается в составе олигосахари-дов гликопротеидов, и, за исключением коллагена (гл. 38), она; находится преимущественно в гомоолигосахаридах, таких, как гликоген, крахмал и целлюлоза. Некоторые специализированные олигосахариды соединительной ткани содержат ксилозу, глюкуроно-вую кислоту, идуроновую кислоту и сульфаты ?-ацетилглюкозамина или ?-ацетилгалактозамина (гл. 38). Природа нуклеозида? в донорном субстрате какой-либо гликозилтрансферазы меняется в зависимости от присутствующего моносахарида; так используются ЬЮРпроизводные галактозы, ?-ацетилглюкозамина, ?-аце-тилгалактозамина и глюкуроновой кислоты, в то время как для. действия фукозил- и маннозилтрансфераз требуется участие СОРпроизводных фукозы и маннозы. Точное строение образуемого какой-либо гликозилтрансферазой гликозида определяется ее строгой субстратной специфичностью. Так, каждая из 40 гликозидных связей в перечисленных в табл. 15.6 олигосахаридах млекопитающих образуется под действием специфической трансферазы. Известно по крайней мере шесть фукозилтрансфераз, восемь галактозилтрансфераз и т. д., и похоже на то, что в дальнейшем будут выявлены и другие ферменты по мере расширения наших сведений о сложной структуре связанных с белками олигосахаридов. Значителньая вариабель- 662 III. МЕТАБОЛИЗМ Таблица 15.6 Главные типы гликозидных связей, найденные в олигосахаридах млекопитающих Гликозндная связь" Источник (только как пример) Fuc(al Fuc(al Fuc(al Fuc(al Fuc(al Fuc^l 031(?1 Gal^l Gal^l ¦GaKpi GaHpi—>-Gal(al —*¦ -Gal(al —>-GalNAc(al ¦GalNAc(aI ¦GalNAc^l ¦GalNAc^l ¦GalNAc^l Glc(al —^ GlcNAc^l GlcNActfl ¦GlcNActfl GlcNActfl ¦GlcNAc^l GlcNAc^l GlcNAc^l Man(al — Man(al— Man(al— Man(al— Man (?? — Man (?? — ?3?(?1— NeuAc(ci2 NeuAc(a2 TJeuAc(a2 NeuAc(a2 TJeuAc(a2 КеиАсф2 4)GlcNAc 3)GlcNAc 2) Gal 3) GIc 4) Man 4)GlcNAc 4)GlcNAc 3)GIcNAc 6)GlcNAc 3) GaINAc 4) GalNAc 6)GaINAc 4)GaI 3)Gal —*3)GalNAc —<-3)GaI — 3)GaI —*4)GaI —>-4)GalNAc 2)Gal —*3)Gal —>-4)Gal —? 2)Man —>-3)Man —*¦ 4)Man —>-4)GIcNAc —v6)Gal >-6)Man >- 4) Man >-3)Man -2)Man >-4)GIcNAc >-3)GlcNAc >3)GlcNAc —*3)Gal —*-4)Gal —*6)GaI —v6)GaINAc —*-8)NeuAc —>8)NeuAc IgG глобулин миеломы То же Групповые вещества крови (гл. 32) Олигосахариды молока (человека) Глобулины миеломы (гл. 30) То же Многие белки плазмы крови (гл. 29) То же » Муцин (гл. 34) Ганглиозиды (гл. 18) Глобулины миеломы Церамиды (гл. 18 |
< 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] |