|
|
Основы биохимии. Том 2к оксалурин. Увеличение образования оксалата, по-видимому, обусловлено снижением (по сравнению с нормой) утилизации глиоксилата по другим путям. Один из таких путей обычного превращения глиоксилата, который, вероятно, сильно тормозится у некоторых индивидуумов с первичной оксалурией, — это ?-кетоглутарат-глноксилат-карболигазная реакция: О О О II , II тиаминпнрофосфат НС—С—ОН 4- НООС—СН2—СНо—С—соон--*- глиоксиловая сс-кетоглутаровая кислота кислота О ОН II I -* НООС—сн2—СН.2—с—сн—соон + со2 ос-окси-Р-кетоадишшовая кислота 23.2.7. Цистеин Конечная судьба цистеина в метаболизме — это образование неорганического сульфата и пирувата. Начальными стадиями соответствующих путей являются: 1) удаление аминогруппы путем переаминирования, 2) окисление связанной серы и 3) одновременное удаление как серы, так и аминогруппы. Эти пути приведены на рис. 23.2. 23.2.7.1. Переаминированне Переаминированне цистеина в печени и у некоторых бактерий приводит к образованию ?-меркаптопировиноградной кислоты, из HS-CH^-CHn—? ?, цистеами н НО— S—CH.j- CH.-NH... О гипотаурии О HO-S СН, СН, NH, О inaypnn О II 0=5 -ОН I сн, I " сн, I -он нзетионовая кислота NH„ ??., НООС -СН—CH.j—S—5- CHj—СН COOH-> HS-S -CR, -CH- COOH цистин глутатион -Кофермент A тиоцистеин цштсин СН.-О СООН + NH:, + H8S о I so.,2- пировинограЭная кислота .пируват + HaS О ??» и.МСП1СИНС1(,ПЬ HS СН, С -СООН Т°1", ' HS S СН2 СН-СООН О NH, II ? ¦ HU- 5- СН..-СН- -СООН цистпеинг:ульфиновэя JJ мерквптопиропино грипнии КИСЛП1П 4 ? \· 520/ -^- -ЪСЫ +' + пировинограа- пииовинограо пая кислота чап кислота пшоцистеииовая кислота О NH, II ? ¦ НЬ S СН..-СН.. о ¦ тиотзурии I 3'-фц('фоаи«ниаим-5'-фос,фог ул ьфат НО- S- С ?,?—СИ -СООН СН.,—С -СООН \ SO,2 ii '?? О О цистеиновая кислота пировинограЭная о т > и о ъ. К ? Рис. 23.2. Некоторые метаболические превращения цистеина и его серы, 23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV которой после десульфирования образуется пировнноградная кислота. При наличии восстанавливающих агентов, например глута-тиона (RSH, далее), сера может освобождаться в виде H2S. ??2 о j переаминированне у hsch2—сн—соон - ~*" hsch„—с—соон -*- цистеин ?-меркаптопировино- градная кислота о II 2RSH -»- сн3—с—соон + [s]--*¦ h2s + rssr пировнноградная кислота 23.2.7.2. Окислительный путь Главный путь катаболизма цистеина у животных — окисление-в цистеннсульфиновую кислоту. Реакция катализируется Fe2+-co-держащей диоксигеназой. Оба атома кислорода сульфиновой кислоты поступают из 02: NH„ NH2 I переаминированне HS—СН„—СН-СООН -»- HO„S—сн„—сн—соон--*- цистеин цистеинсульфиновая кислота -*¦ H02S—СН2—С—СООН ->¦ СН3—С—СООН + S01" -*¦ so|- II о о ?-сульфинилпировшю- пир овиноградна я градная кислота кислота Цистеинсульфиновая кислота вступает в переаминированне с-?-кетоглутаратом при участии аспартат-аминотрансферазы; при. этом образуются пировнноградная кислота и сульфит. Было также описано прямое десульфирование цистеинсульфиновой кислоты,, катализируемое ферментным препаратом из печени, приводящее к образованию аланина и сульфита. SO3" окисляется далее до-S01-, как описано ниже. Сульфат — конечная форма, в которой экскретируется потребляемая сера, — используется также для синтеза З'-фосфоадено-зин-5'-фосфосульфата (разд. 20.4.1), который участвует в синтезе различных эфиров сульфата. Цистеинсульфиновая кислота используется также для синтеза ряда серосодержащих соединений, в том числе таурина и изетио-новой кислоты — нормального метаболита таурина. Изетионовая кислота находится в большом количестве в нервной ткани, однако' роль ее неизвестна. •942 III. МЕТАБОЛИЗМ Таурин участвует в образовании таурохолевой кислоты (компонент желчи, гл. 34). Синтез таурина в печени протекает двумя путями; главным является, по-видимому, путь через гнпотаурнн. ??» I *H02S—CH2—СН—СООН цнстеинсульфиновая кислота 1[о] NH, I . H03S—СНо—СН—соон цистеиновая кислота —СОо HO„S—СН„—CH2NH2 гипотаурии [О] —со2 - СН„—CH2NH2 таурин H03S—CHjj—СН2ОН изетионовая кислота Тиоэтиламнн (цистамни), образующийся из цистеина и входящий в состав СоА (разд. 12.2.1), освобождается при гидролизе этого кофермента. При окислении тиоэтиламина сначала образуется гипотаурии, а затем таурин. 23.2.7.3. Удаление серы Десульфурирование ?-меркаптопирувата, образующегося из цистеина в результате переаминирования, может осуществляться под действием (разд. 23.2.7) цитоплазматнческой §-меркаптопиру-,???-транссульфуразы, имеющейся в большинстве органов, особенно в печени и почках. Этот фермент катализирует перенос атома серы от меркаптопирувата на такие нуклеофилы, как S03~ , СМ~ и RSH, с образованием S203~, SCN- и R—S—SH соответственно. В условиях избытка тиола RS—SH восстанавливается с образованием H2S и дисульфида. Кроме того, подобное транссульфуриро-вание осуществляется между меркаптопируватом и двумя сульфи-натами, имеющимися в тканях животных, а именно аланин-суль-финатом (цистеин-сульфинатом) и гипотаурином (разд. 23.2.7.2) -с образованием соответствующих тиосульфонатов — аланин-тио-сульфоната (тиоцистеата) и тиотаурина (рис. 23.2). В тканях животных имеется другая переносящая серу трансфе-раза, тиосульфат-сульфидтрансфераза (роданеза) (?? 37 ООО); она локализована в митохондриях. Фермент катализирует перенос двухвалентной серы от различных доноров, например тиосульфата и органических персульфндов, но такие акцепторы, как сульфит (с образованием тиосульфата) и цианид (с образованием тноцианнда). Было показано, что функционирование этого фермента имеет важное физиологическое значение, например при де-токсикации цианида с образованием тиоцианата. В некоторых бактериях под действием цистеиндесульфгидразы цистеин может расщепляться до пирувата, ??3 и H2S. Промежу- 23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV 943 точным соединением в этой реакции, по-видимому, является дегнд-роаланин. В тканях животных не было обнаружено специфической цистеиндесульфгидразы. Локализованная в печени цистатионин-у-лиаза (разд. 21.4.2.3) может также катализировать десульфгидри-рование цистеина; физиологическое значение этой реакции остается невыясненным. цистеин + Н20 -»¦ пируват + H2S + NH3 Сульфид может окисляться в печени и почках до SO!" и SO4"; соответствующая ферментная система, по-видимому, локализована в митохондриях. Механизм превращения сульфида в сульфит в тканях животных не выяснен. Окисление сульфита в сульфат катализируется митохондриальной сульфитоксидазой. Каждая субъединица (?? 55 ООО) фермента из печени быка, крысы и курицы содержит один атом молибдена и одну молекулу протогема (разд. 13.4); фермент может находиться как в состоянии мономера, так и димера. Фермент катализирует процесс переноса электронов от сульфита на различные акцепторы — Ог, цитохром с и феррицианид. Восстановление 02 до Н202 осуществляется по типу двухэлектронного процесса. В митохондриях окисление сульфита связано с дыхательной цепью на уровне цитохрома с, поэтому окисление^ сульфита характеризуется коэффициентом Р/О, равным 1. О важности процесса окисления сульфита в ходе нормального метаболизма человека свидетельствуют нарушения обмена у детей,, в печени и почках которых отсутствует сульфитоксидаза. В их моче содержатся большие количества тиосульфата и сульфита, но практически отсутствует сульфат. Начиная с рождения, у таких детей проявляются выраженные неврологические нарушения, которые прогрессивно нарастают и в возрасте 9 месяцев завершаются гибелью. Поскольку в тканях и моче больных детей не наблюдается изменения уровня ряда сульфатных эфиров, можно полагать, что патологический эффект обусловлен не недостатком сульфата, а накоплением сульфита и (или) продуктов его превращения. Неорганический сульфат и его эфиры являются главными продуктами метаболизма серы; при этом на долю неорганического-сульфата приходится около 80% всей серы в суточной моче. Остальная часть приходится на долю сульфатных эфиров различных метаболитов, например стероидов, оксиароматических соединений, олигосахаридов, а также на органическую серу (цистин и таурин, см. ниже). В печени осуществляются и другие пути метаболизма цистеина, но они имеют меньшее значение. Пиридоксальфосфат зависимая цистатионин-у-синтаза наряду с реакцией, приведенной в разд. 20.4.1.4, катализирует также превращение цистатионина в- -944 HI. МЕТАБОЛИЗМ гомосерин и цистеин (как у млекопитающих, так и у микроорганизмов). В присутствии цистина этот фермент катализирует еще ¦ одну серию реакций: NH, I НООС—СН—СН2—S—S—СН„—СН—СООН -?? NH2 цистин NH2 ? -> НООС—СН—СН2—S—SH + пируват + NH3 (1) тиоцистеин NH2 NH, НООС—СН—СН2—S—SH -f HS—СН2—СН—СООН -»- цистин + H2S (2) тиоцистеин цистеин NH2 I цистин сумма: HS—СН.2—СН—СООН -»- пируват -j- NH3 -f-H2S цистеин Известны три наследственных нарушения метаболизма цистина, а именно цистинурия, цистатионинурия и гомоцистинурия. Ци-.стинурия характеризуется ненормально высокой экскрецией с мо-=чой цистина (тл. 35), а также ряда диаминокислот и обусловлена дефектом транспортной системы почек, заключающимся в недостаточной канальцевой реабсорбции этих аминокислот; их транспорт через стенку кишечника также нарушен. Цистатионинурия наблюдается при дисбалансе реакций, ката-.лизируемых цистатионин-синтазой и цистатионазой (разд. 21.4.2.3). Можно выделить два типа цистатионинурии: один из них связан с увеличенным синтезом цистатионина, а другой с его уменьшенной деградацией. Скорость синтеза цистатионина зависит от доступности субстрата — гомоцистеина (разд. 21.4.2.3), а также от концентрации в тканях цистатионин-синтазы. У больных с недостаточностью №-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин — метилтранс-феразы (разд. 21.4.2.8) возникающий избыток гомоцистеина приводит к накоплению цистатионина. Второй тип цистатионинурии •связан с уменьшением активности цистатионазы, которое наблюдается при дефиците витамина В6; п |
< 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] |