|
|
Основы биохимии. Том 2го присоединения воды по ?,?-двойной связи второй протон из среды поступает в ?-положение, а гидроксид-иая группа — в ?-положение. Протоны и кислород, поступающие из среды, обозначены звездочками. 20. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. I 857 СН3—СН—СН—СООН OH ??2 треонин ??3 + СН,—СН,—С—COOH О ??-кетомасляная кислота ? UCHO \ +ThPP 2\+СН3С ? ? -С—С—COOH НО ОН Н* + NADRMg2* й.р-виокси-р-метилвалериановая кислота 4j-H2o СНЯ -с—с—соон I СН3—сн2~ н о ^-кето - ?- мети лва лериа-новая кислота переамини-рование он I -с—соон I с=о I сн3 оС-ацето-оС-оксимасляная кислота •л| ? сн3—сн,—с—с—соон II ? ??2 изолейцин Рис. 20.7. Путь синтеза изолейцина. Ферменты обозначены номерами, стоящими около стрелок: 1 — треониндегидратаза; 2—5 обозначают те же самые ферменты, что 1—4 соответственно на рис. 20.8. 20.4.1.7. Валин Синтез валина весьма сходен с синтезом изолейцина. Общими для обоих путей являются четыре фермента, которые находятся в клетке, по-видимому, в виде полиферментного комплекса, связанного с субклеточными структурами. Синтез начинается с конденсации ацетальдегидного фрагмента молекулы пировиноградной кислоты со второй молекулой пирувата. Так как для реакции необходимы тиаминпирофосфат (ThPP) и Mg2+, предполагают, что в качестве активного ацетальдегида выступает ?-оксиэтилтиаминпирофосфат (разд. 12.2.1). Продуктом конденсации является ?-ацетомолочная кислота. Превращение последней в ?,?-диоксивалерат катализирует ферментный комплекс диоксикислота — редуктоизомераза, требующий Mg2+ и использующий NADH. Этот комплекс включает ацетоаце-тат-мутазу и редуктазу. Первый фермент катализирует пинаколи-новую перегруппировку ?-ацетолактата в а-кето^-оксиизовалериа-новую кислоту, которая затем превращается редуктазой в ?,?-диок-сиизовалериановую кислоту. Далее в результате реакции дегидратации образуется ?-кетоизовалерат. Из последнего в результате пе-реаминирования с глутаматом образуется валин (рис. 20.8). У Klebsiella aerogenes, который в обычных условиях превращает пируват в ацетоин, два независимых фермента катализируют кон- 21—1358 858 III. МЕТАБОЛИЗМ сн,—с—COOH + СН3 С—СООН О ^ ? СН,—С—С—СООН 1 ? ? ??, валин лереаминиро- СН, О СН, -с—с-I II ? О СООН оС-кетоизовалериано-вая кислота СНз СН,—С—С—СООН + СО, J II I * О ОН ацетомолочная кислота I NADH Mg-'- СНз ? -С- ? -с I I НО ОН СООН оС.В-Эиоксиизовалериа-н эя кислота Рис. 20.8. Путь синтеза валина. Ферменты обозначены номерами, стоящими около стрелок: J — ацетолактатсинтаза; 2 — диоксикислота—редуктоизомераза; 3 — диоксикислота—дегидратаза; 4 — аминотрансфераза аминокислот с разветвленной цепью. ThPP — тиаминпирофосфат. денеацию, приводящую к образованию ?-ацетолактата. Если К. aerogenes растет в присутствии валина, то образование одного из этих ферментов репрессируется; при этом, однако, остающейся активности (другого фермента) оказывается достаточно для образования ацетолактата в количестве, удовлетворяющем потребности роста. В то же время образование валина оказывается уменьшенным. 20.4.1.8. Лейции Синтез лейцина начинается с снкетоизовалерата, который является также непосредственным предшественником валина. В результате конденсации с ацетил-СоА (напоминающей конденсацию при образовании цитрата) образуется изопрапиляблочная кислота. Последующие стадии, приводящие к образованию с^кетоизокапроата, аналогичны стадиям образования ?-кетоглутарата из цитрата. Последовательность реакций завершает переаминирование (рис. 20.9). У Neurospora первый фермент биосинтетичеокой цепи а-изопропил-малат — синтаза репрессируется лейцином. Синтез ферментов, катализирующих последующие реакции цепи, индуцируется продуктом первой реакции; синтез же индуктора регулируется по механизму обратной связи. 20.4.1.9. Лизин Синтез лизина осуществляется двумя различными путями. Один из них, так называемый путь диаминопимелиновой кислоты, функционирует у бактерий, некоторых классов низших грибов, водорос- 20. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. I 859 лей и высших растений. Другой, который называют путем амино-адипиновой кислоты, функционирует у других классов низших грибов, у высших грибов и у Euglena. На диаминопимелатном пути углеродная цепь лизина синтезируется из пирувата и аспартата. ?-Аспартилполуальдегид (разд. 20.4.1.2) вступает с пируватом в реакцию альдольной конденсации, катализируемую конденсирующим ферментом дигидропиколинат-синтазой; при этом освобождаются две молекулы воды и образуется 2,3-дигидродипиколинат. Последний превращается NADPH-зависимой А1-пиперидеин-2,6-дикарбоксилат-дегидрогеназой в ?'-пи-перидеин-2,6-дикарбоксилат; при гидролизе последнего образуется а-амиио-е-кетопимелат. У Е. coli далее происходит сукцинилирова-ние (за счет сукцинил-СоА), а затем в результате переаминирова-ния и десукцинилирования образуется ьь-а,е-диаминопимелат. Это соединение в результате реакции, катализируемой эпимеразой, превращается в лгезо-диаминопимелат, который декарбоксилируется пиридоксальфосфатзависимой декарбоксилазой, специфичной к ме-зо-изомеру, с образованием лизина. Этот путь синтеза показан на рис. 20.10. У Bacillus megaterium для ацилирования а-амино-е-ке-топимелата используется не сукцинильная, а ацетильная группа. В приведенной последовательности реакций у Е. coli (рис. 20.10) имеются по крайней мере два регуляторных пункта. На одном из них осуществляется аллостерическая регуляция лизином аспартаткиназы III, которая катализирует первую стадию процесса, ведущую к образованию ?-аспартилполуальдегида (разд. 20.4.1.3). S—СоА о=с—соон с=о I сн. ацетил-СоА I + н-с-сн3 сн. о? nemo зовале риановая кислота но—с—соон I Н—С—СН3 I СН3 ??-изопропил яблочная кислота соон I ?2?—С—? -с н- н Н—С—СН3 I сн., о=с—соон I ?—С—И I Н—С—СН3 I СН3 ot- кетоизокапроно-вая кислота о=с—соон н—с—соон I н—с—сн3 I СН3 о!-кета-р-карбокси-изо капроновая кислота но—СН—соон I н—с—соон I Н—С—СН3 I сн. р-иэолропиляблочнаи кислота Рис. 20.9. Путь синтеза лейцина. Ферменты обозначены номерами, стоящими около стрелок: / — а-изопропилмалат-синтаза; 2—?-изопропилмалат-изомераза; 3— изопропилмалатдегидрогеназа; 4 — декарбоксилаза; 5 — аминотрансфераза аминокислот с разветвленной цепью. 21* 860 III. МЕТАБОЛИЗМ COOH I r° CH, CHO I CH, I ' HCNH, COOH Ji-аспартпил-полуальЭегио COOH I c=o I CH II CH I CH, I HCNH, ? 1 L COOH ? с HC^ ^CH, сцкцнниа-СоА соон I с=о I сн, ? 2 сн, I сн, I HCNHCOCH, ? ? - COOH CHXOOH N сукцинил-оС-амино-е-кето пимелиновая кислота ' HOOC-Cv хн—соон ? 2,3-ОигиЭройипиколиновая кислота COOH с=о I сн, I 2 сн2 I сн2 HCNHj, Н2 н,с ? ноос—с* сн2 I , ^сн—соон I соон ??-амино-ь-кетопиме-линовая кислота Д-липерийеин-г.б-йикар-боновая кислота соон I H,NCH СН2 I сн, сн, I " HCNHCOCH2 I I COOH CHjCOOH N-cyKU.HHHn-L,L-ci,e-Эиаминопимелиновая кислота СООН I H,NCH " I сн, I - -* СН, -> ? - 5 сн, I ' HCNH, I -соон L,L-Ot,E- Зиаминопимелиновая кислота соон I HCNH, ? - сн, j - сн, I сн, ? - HCNH, соон мезо-??,? -Эмаминопимели-новая кислота H,CNH2 СН2 ? ? сн2 I сн2 I HCNH, I 2 COOH Рис. 20.10. Путь синтеза лизина (через диаминопимелиновую кислоту). Номера, стоящие около стрелок, обозначают ферменты, участие которых в качестве катализаторов либо установлено, либо предполагается: / — конденсирующий фермент (дигидропиколинат-синтаза); 2 — Д'-пиперндеин-2,6-дикарбоксилат-дегидрогеназа; 3 — ?-сукцинилдиаминопимелат-глутамат—аминотрансфераза; 4 — ?-сукцинилди-аминопимелат-десукцинилаза; 5 — эпимераза; 6 — диаминопимелатдекарбоксилаза. Характерным свойством аспартаткиназы III является ингибирование ее лейцином, а также синергическое ингибирование двумя аминокислотами—лейцином и лизином. Другим регуляторным пунктом при синтезе лизина является конденсация полуальдегида с пиру-ватом (это «точка ветвления» в направлении синтеза лизина); соответствующий фермент ингибируется лизином. В данном случае осуществляется регуляция скорости первой реакции в последовательности, ведущей только к лизину. 20. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. I 861 При аминоадипатном пути синтеза лизина для построения углеродной цепи используются ацетил-СоА и ?-кетоглутарат. Эти два предшественника конденсируются, образуя гомоцитрат. Из последнего в ходе реакций, аналогичных реакциям цикла лимонной кислоты (рис. 12.1), образуются последовательно ^ыс-гомоакони- сн3 + СОСоА ацетип-СоА СООН I СН2 СН2 ^ I 1 с=о I соон оС-кетоглугла-ровая кислота СООН I сн2 . сн2 ^ I ^ носсоон I н,ссоон гомолимонная кислота СООН I сн2 ± сн, ^ I " ссоон II нссоон ^цс-гомоакони-товая кислота соон I сн, I х> сНг з~ НССООН I НОССООН ? гомоизолимон-ная кислота 4\ NAD\Mg2+ нс=о I сн, сн2 I сн, ATP.NADPH.Mg2· I HCNH, I 2 СООН 8-полуаль8егиЭ сС-аминоаЗипино-вой кислоты 7 Цглутакш!, NADPH, + ?* СООН СООН I СН, сн2 I сн, I HCNR, СООН ос-аминоаВипи-новая кислота СООН I сн2 I <=н2 ^ сн, ? ¦ =с I соон ос- кетоаЭипино-вая кислота о= СООН I СН2 I СН, НССООН I о=с соон щавелевоглута-ровая кислота СН2 I сн2 I сн2 I HCNH, СН2 I сн, соон I соон сахарофин NAD-,HjO 8 H,CNH, СН, I * сн, сн, HCNH2 I соон L-лизин соон I сн, сн, с=о I соон (Х-кетоглута-ровая кислота Рис. 20.11. Путь биосинтеза лизина (через аминоадипнновую кислоту). Номерами, стоящими около стрелок, обозначены ферменты, участие которых в качестве катализаторов либо установлено, либо предполагается: J — гомопитратсиитаза; 2 — чыс-гомоаконитаза; 3 — гомоаконитатгидратаза; 4 — гомоизоцитратдегидроге-наза; 5 — ?-аминоадипат-глутамат—аминотрансфераза; 6 — а-аминоадипилполу-альдегиддегидрогеназа; 7 — аминоадипилполуальдегид-глутамат-редуктаза; 8 — са- харофиндегидрогеназа. «62 I |
< 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] |