Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

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

2. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. Ill

913

Многие другие низкомолекулярные ароматические кислоты, вводимые животным, образуют подобные соединения.

В митохондриях печени имеются два фермента, ацил-СоА : гли-цинтрансфераза и ацил-СоА : \.-глутамин-М-ацилтрансфераза, каждый из которых специфичен к одной из двух аминокислот, используемых в процессе конъюгации ароматических кислот. Специфичность обоих частично очищенных ферментов из печени обезьян (rhesus) и человека к субстратам и ингибиторам согласуется с полученными in vivo данными о специфической конъюгации с глицином или глутамнном.

Введение избыточных количеств некоторых аминокислот приводит к выделению соответствующих ?-ацилпроизводных, образующихся, вероятно, в результате реакции с ацетил-СоА. Физиологическая роль ферментов, катализирующих эти различные синтезы, неизвестна.

22.1.4. Меркаптуровые кислоты

Введение животным галогенсодержащнх алифатических или ароматических углеводородов, например бромбензола, приводит к экскреции с мочой меркаптуровых кислот. В случае бромбензола выделяется

Образование меркаптуровой кислоты начинается с реакции между глутатионом и галогенированным углеводородом, катализируемой группой ферментов (называемых глутатион-5-трансг/>аразами), приводящей к образованию соответствующего смешаннсго тиоэфи-ра. Остатки глутаминовой кислоты и глицина удаляются путем гидролиза, а S-бромфеннлцистеин ацетилируется за счет анетил-

Печень млекопитающих содержит четыре различные глутатион-S-трансферазы, характеризующиеся различными величинами Km для сходных субстратов. Каждый фермент (?1 50 000) состоит нз двух одинаковых субъединиц. Эти трансферазы выполняют две важные функции. Первая функция — они делают водорастворимыми и менее токсичными ряд чужеродных для живой клетки соединений, выделяемых затем почками. К числу таких соединений относятся галогенированиые алифатические и ароматические углеводороды, а также метаболиты различных углеводородов; некоторые и* них, как известно, являются канцерогенными. Вторая функция —

- СН3—СО—NH

л-оромФенилмеркаптуровая кислота

СоА.

<9?4

III. МЕТАБОЛИЗМ

связывание и регуляция притока из плазмы в печень большого числа органических анионов; в число последних входят метаболиты, образующиеся в норме в печени, например желчный пигмент билирубин (гл. 32), гем, некоторые стероиды, а также соединения, вводимые с целью изучения функции печени, например бромсуль--фофталеин (гл. 34).

Трансфераза, называемая глутатион-Б-трансферазой В, идентична белку печени, называемому лигандином, который интенсивно изучали в связи с его ролью в транспорте органических анионов в печень.

22.2. Переамидинирование

Ежедневно человек выделяет с мочой такое количество креати-ннна (гл. 35), ангидрида креатина, которое значительно превышает •сумму потребленного креатина и креатинина. Синтез креатина начинается с обратимого переноса гуанилинового фрагмента аргинина на глицин; этот процесс называется переамидинирование ж и катализируется трансамидиназой, которая была получена в очищенном виде из почек свиньи.

?? ? ??2

II I I

H2N—С—?—CHS—CHS—CH2—CH—COOH + H2N—CH2—COOH ц—*¦

аргинин глицин

NH, NH I Ii ?

*=fc H2N—CH2—CH2—CH2—CH—COOH -f HSN—CH—N—CHS—COOH орнитин гуанидиноуксусная кислота

Процесс протекает в две стадии:

аргинин -(- ? < > ?—амидин -f- орнитин (1)

?—амидин -f- глицин .t > гуанидиноуксусная кислота -|- ? (2)

Стабильный амидин-ферментный комплекс был выделен после инкубации аргинина, меченного ИС по гуанпдиновой группе, с трансамидиназой. Природа связи амидиновой группы с ферментом неизвестна; при нагревании комплекса происходит образование мочевины. При добавлении к выделенному комплексу глицина происходит реакция (2). Трансамндиназная активность обнаружена в печени человека, но не обнаружена в печени крысы, кролика и собаки.

Образующаяся, как описано выше, гуанидиноуксусная кислота затем метилируется, в результате образуется креатин (см. ниже). Зта система является одной из немногих известных у млекопитающих, которая репрессируется по типу отрицательной обратной свя-

22. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. II]

915

зи. Скармливание креатина крысам значительно снижает уровень. активности трансамидиназы в почках; инъекция креатина в ткани развивающегося куриного эмбриона также тормозит образование фермента. Поскольку метаболическая репрессорная активность эндогенно синтезированного креатина такая же, как экзогенного, рассматриваемый феномен следует считать физиологическим. Важность этого контролирующего механизма выявляется, если «обойти» регулирующую стадию и инъецировать животному гуанидино-уксусную кислоту. В этом случае наблюдается интенсивный синтез креатина, который приводит к жировому перерождению печени (разд. 17.10.2.4) и нарушению роста; оба эти явления могут быть предотвращены путем введения метионина.

22.3. Переметилирование

Перенос метильных групп катализируется метилферазами или метилтрансферазами. В большинстве случаев метилирующим агентом является S-аденозилметионин, образующийся из метионина и АТР (разд. 21.4.2.10). Синтез креатина завершает гуанидинацетат-метилтрансфераза.

?2? I

S-аденозилметионин f-HN= С—NH—СН2—СООН -*¦

гуанидиноуксусиая кислота

??, СН3

II

-*¦ S-аденозилгомоцистеин -(- HN=C—?—СН2— СООН

креатин

Как показано в табл. 22.1, метильная группа может быть перенесена на серу, азот, углерод или кислород. S-Аденозилметионин служит универсальным донором метильных групп для многочисленных акцепторов, донором же метильной группы для метионина служит лишь ограниченное число источников. Главным источником метильной группы является ?5· 10-метилентетрагидрофолиевая кислота (разд. 21.4.2.8), которая в свою очередь получает ее от ограниченного числа метаболитов, в первую очередь от серина (разд. 21.4.2.8), поставляющего одноуглеродную функциональную группу.

В селезенке теленка имеется фермент, который катализирует перенос метильной группы от S-аденозилметиоиина на ряд различных белков. Этот фермент, названный протеинметилазой II, метилирует свободные аминогруппы белков, однако он не использует в качестве субстратов аминокислоты или небольшие пептиды. Метаболическая полъ этого фермента в настоящее время неясна;

«916

III. МЕТАБОЛИЗМ

Таблица 22.1 Некоторые примеры переметилирования

Субстрат

Продукт

Метилирующий агент

Гомоцистеин

М-Ацетил-5-окситрипт-амин

Карнозин

Р-Ситостерин3

?

Адреналин

Гуанидиноуксусная кислота

Гистамин

Никотиновая кислота Никотииамид Норадреналин •Фосфатидилэтаноламин

Метионин

Мелатонин

Ансерин Эргостерин Витамин Bi2 Метадреналин

Креатин

?-Метилгистамин

Тригонеллин

?'-Метилиикотинамид

Адреналин

Фосфатидилхолин

К5-Метилтетрагидро-

фолиевая кислота

Метил-В^

Бетаии (из холина)

S-Аденозилметионин

То же

»

»

» » » »

»

Только в растениях.

" Метилируемый субстрат не идентифицирован: экспериментальные данные получены для микроорганизмов, которые росли на среде, содержащей меченый метилирующий агента продукт метилирования (витамин ??2) был подвергнут анализу для локализации меченой метильной группы.

возможно, он имеет значение в образовании остатков моно-, ди- и триметиллизина, имеющихся у ряда белков, например гистонов {разд. 7.2.12.1).

22.3.1. Образование карнитина

Опыты, проведенные с меченными изотопами соединениями, показали, что как у крыс, так и у Neurospora атомы углерода 3, 4, 5 и 6, а также ?-аминогруппа лизина поступают в карнитин в составе одного фрагмента. у-Бутиробетаин также превращается в карнитин.

+ + (CH3)3N—СН2—СН—СН2—СОО" (CHS13N—СНг—СН2—СН2-СОО"

он

карнитин у-бутиробетаин

22. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. Ill

917

?-Аминомасляная кислота не является предшественником ни -?-бутиробетаина, ни карнитина. При биосинтезе карнитина происходит последовательное метилирование за счет S-аденозилметиони-на либо свободного, либо находящегося в составе белка лизина с ¦образованием ?-?-триметиллизина, который в результате ряда реакций утрачивает атомы углерода 1 и 2, образуя ?-бутиробетаин. Последний затем гидроксилируется с образованием карнитина в ходе реакции, катализируемой у-бутиробетаин-гидроксилазой, находящейся в цитозоле печени. Фермент является диоксигеназой, «функционирующей при участии 02, кетоглутарата, Fe2+ и аскорбиновой кислоты (разд. 13.6.4.2).

Fea+

•у-бутиробетгин + 0,-1- а-кетоглутарат -;--**¦

" аскорбиновая кислота

-*¦ карнитин + сукцинат + С02

Карнитин участвует в транспорте ацильных групп жирных кислот в митохондрии (и из митохондрий) (разд. 15.5). При выраженном недостатке лизина не может синтезироваться адекватного количества карнитина, в результате происходит уменьшение использования жирных кислот как источников энергии (гл. 17).

22.3.2. Судьба метильных групп

Переметилирование, при котором донором является сульфоние-вое соединение S-аденозилметионин, характеризуется благоприятным изменением свободной энергии в реакциях с большинством акцепторов. Другие доноры метильных групп в метаболических процессах также являются соединениями с достаточным запасом энергии. Так, ферментативное метилирование гомоцистеина бетаином, в ходе которого происходит перенос метильной группы от четвертичного азота, не требует дополнительного источника энергии.

В то же время диметилглицин и саркозин не могут выступать в качестве метилирующих агентов; их метильные группы удаляются в результате окислительного процесса, сопровождающегося переносом одноуглеродного фрагмента на тетрагидрофолиевую кислоту (разд. 21.2).

Как отмечалось выше, холин может быть окислен в бетаии (разд. 21.4.2.10), а затем одна из метильных групп может быть перенесена на гомоцистеин (если он оказывается доступным). В другом случае бетаин может утратить последовательно все свои метильные группы в результате окисления. Каждая из них окисляется до уровня НСНО, переносится на тетрагидрофолиевую кислоту и, таким образом, возвращается в пул Ci-единиц; последовательно образуются следующие соединения: холин—>-бетаинальдегид—^бетаин—^диметилглицин—>-монометилглицин (саркоз

страница 77
< 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)