Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

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

ри этом следует, однако, отметить, что как цистатионин-синтаза, такицистатионаза являются пиридоксальфосфатзависимыми ферментами. Генетическая дефектность апофермента может проявляться как в уменьшении эффективности связывания кофермента, так и в неспособности холофер-мента катализировать реакцию.

Гомоцистинурия возникает в результате нарушений метаболизма гомонистеина, связанных с одним из 'наследственных дефектов,

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV при котором замедляется протекание №-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин — метилтрансферазной реакции (разд. 21.4.2.8). Возможны следующие причины: 1) дефект в синтезе апофермента,

2) недостаточный синтез субстрата — метилтетрагидрофолата,.

3) неадекватная концентрация активной формы кофермента — метил-витамина ??2 (гл. 50) и 4) недостаточная активность ?5· 10-ме-тилентетрагидрофолатредуктазы (разд. 21.2.4.9). Поскольку фермент необходим для синтеза метилтетрагидрофолата, в последнем случае возникает, вероятно, «вторичный» недостаток субстрата для метилтрансферазной реакции.

23.2.8. Метионин

Некоторые из главных реакций метаболизма метионина приведены на рис. 23.3. Наиболее важные пути метионина в метабо-

М5-тлегпилтегть рв и о гсоли-доая лислота

-МЕТИОНИН ¦

переаминированне

-tf," И emo мет иол масляная кислота

^ppi4 ?

S-аЭеНози л метионин ¦

ос-кегпомасляная кислота + CH3SH 2-амино-4-оутиролакгпон 4- 5-метилтиоаЭенозик

у акиспторЫ

мет и в

акцепторы

5'-метилтнорибозо^ Ьфосфэгп ~ аЗенИг?

S - аВеноэилгомоцистеин

аЭенозин

• гомоцистеин

цистатионин

??-гяето масляная кислота + NH -,

гомоцисглиН

сЛ-гсетомаслянвя кислота + H->S SO ?

¦ пропионил СоА —СОч

гомосерин -

-??-кегпомасляная кислота +??3

цистпёин--·--¦--9- SO^-"

Рис. 23.3. Некоторые реакции метаболизма метионина

946

III. МЕТАБОЛИЗМ

лизме следующие: 1) использование для синтеза белка, 2) превращение в S-аденозилметионин ¦—главный донор метильных групп (разд. 21.4.2.9) и 3) превращение (в процессе пересульфурирова-ния) в цистатионин, цистеин и другие серосодержащие соединения. Два последних пути взаимосвязаны: метионин превращается последовательно в S-аденозилметионин, S-аденозилгомоцистеин и гомоцистеин. Последний может необратимо превращаться в цистатионин, который расщепляется до ?-кетомасляной кислоты и цистеина (разд. 21.4.2.3). Окислительное декарбоксилирование а-ке-томасляной кислоты приводит к образованию прошюнил-СоА, последующий метаболизм которого был рассмотрен выше (разд 17.5.9).

Метионин может непосредственно превращаться в а-кетобути-рат, NH3 н метилмеркаптан; процесс такого типа был показан на ферментных препаратах из бактерий и печени. Сначала метионин в результате переаминирования превращается в а-кето-у-мет.ил-тиомасляную кислоту, из последней затем образуются а-кетобути-рат и метилмеркаптан.

У млекопитающих дополнительный путь катаболизма S-адено-зилметионина катализируется 5'-метилтиоаденозин-фосфорилазой. Этот путь представляет собой двухстадийную реакцию; вначале образуется 2-амино-4-бутиролактон и 5'-метилтиоаденозин (последний образуется также при синтезе спермидина, в этом синтезе участвует 5-аденозилметионнн, рис. 22.7). Метилтиоаденозин расщепляется затем на 5'метилтиорибозу-1-фосфат и аденин.

NH,

?

с

N

С

НС

с

сн

N

N

2 амино-^-ецтиролактоН +Н.О

NH,

ОН ОН

5'- мстилтиоаЭенозин

NH,

НОСН2—СН2—СН—СООН

гомосерин

ОН ОН

Каталитический комплекс, вероятно, состоит из двух ферментов— S-аденозилметионин-алкилтрансферазы и метилтиоаденозин-фос-

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

947

форилазы. При гидролизе аминобутиролактона образуется гомосерин, который в результате реакции, катализируемой цистатиона-зой (разд. 21.4.2.3), превращается в ?-кетобутират и ??3.

23.2.9. Треонин

Известны три следующие реакции деградации треонина у млекопитающих: 1) превращение в ?-кетомасляную кислоту под действием серин-треонин-дегидратазы (разд. 21.4.3.1), 2) расшепление до глицина и ацетальдегида под действием треонин-альдолазы и 3) дегидрирование и декарбоксилирование с образованием амино-ацетона. Скорость первой реакции в печени увеличивается после скармливания треонина или инъекции кортикостероидов. Образующийся во второй реакции ацетальдегид, окисляясь до ацетата, является источником ацетил-СоА. Третья реакция катализируется ферментными препаратами из печени млекопитающих и земноводных; предполагаемым промежуточным соединением является" 2-амино-З-кетобутират, который, вероятно, претерпевает спонтанное декарбоксилирование. Аминоацетон превращается в 2-ке-топропанол под действием либо аминоксидазы, либо трансами-назы:

2-Кетопропанол превращается либо в пируват под действием де-гндрогеназы (NADP- или NAD-зависнмая), либо в D-лактат под действием глиоксалазы. Превращение, в ходе которого образуется аминоацетон, является важным путем метаболизма метионина у позвоночных.

Превращение треонина, ведущее через ?-кетобутират (первая из приведенных выше реакций) к пропионил-СоА, создает потенциальную возможность поступления трех (нз четырех) углеродных атомов треонина в глюкозу, в то время как в результате треоннн-альдолазной реакции два углеродных атома могут поступить в глюкозу (через глицин) и два углеродных атома — в кетоновые тела "(через ацетальдегид). Однако in vivo образования кетоновых тел из метионина не наблюдалось.

Треониндегидратаза из Е. coli аллостерически активируется АМР, а из Clostridia— ADP. Для последнего организма треонин может служить главным источником энергии роста; при этом нз треонина образуется пропиоиил-СоА (через стадию ?-кетоглутарата); далее происходит образование пропионилфосфата, а затем при участии ADP и ацилкиназы образуется АТР. Таким образом, накоптение ADP в клетках Clostridia увеличивает скорость первой (по-видимому, лимитирующей) реакции катаболизма треонина, обеспечивающей синтез АТР.

О

О II

СН3—С—СН2ОН -f NHS + н2о

СН3—С—CH2NH2 -f 02

аминоацетон

2-кетопропанол

¦948

III. МЕТАБОЛИЗМ

"23.2.10. Превращения валина, лейцина и изолейцина

Катаболическая судьба алифатических аминокислот с разветвленной боковой цепью — валина, лейцина и изолейцина имеет ряд ¦сходных черт. В результате первоначально происходящего переаминирования образуются соответствующие ?-кетокислоты; далее окислительное декарбоксилирование приводит к ацил-СоА-произ-водным, содержащим на один углеродный атом меньше, чем исходная аминокислота. Последующие реакции (для всех рассматриваемых аминокислот) подобны тем, которые осуществляются при ¦окислении жирных кислот.

Окисление валина (рис. 23.4) приводит к метилмалонил-СоА, который превращается в сукцинил-СоА (разд. 17.5.9), последний .либо полностью окисляется, либо поставляет три углеродных атома для глюконеогенеза. Переаминирование метилмалонилполу-альдегида (рис. 23.4) приводит к образованию ?-аминоизомасля-тгой кислоты, которая является также продуктом метаболизма пн-римидинов (разд. 24.2.1.7). Экскреция ?-аминоизомасляной кислоты с мочой у некоторых индивидуумов может достигать 200— -300 мг в сутки либо вследствие наследственного дефекта, либо заболевания.

Окисление лейцина, как показано на рнс. 23.5, завершается образованием одной молекулы ацетоуксусной кислоты и одной молекулы ацетил-СоА; это согласуется с данными о том, что у животных с экспериментальным диабетом из 1 моль лейцина образуется 1,5 моль ацетоуксусной кислоты. Превращение ?-метилкрото-нил-СоА в ?-метилглутарнл-СоА является биотинзависимой реакцией, сходной по механизму с другими реакциями, в ходе которых происходит образование биотин-С02 (разд. 14.5). Примечательным является также образование 3-окси-З-метилглутарил-СоА — ключевого промежуточного соединения при синтезе стероидов из ацетил-•СоА (разд. 18.3.1).

Метаболизм изолейцина завершается образованием одной молекулы ацетил-СоА и одной молекулы пропионил-СоА (рис. 23.6); это согласуется с экспериментальными данными о том, что изо-лейцин является одновременно и слабо гликогенной и слабо ке-тогенной аминокислотой.

Врожденная аномалия метаболизма валина, лейцина и изолейцина из-за характерного запаха мочи получила название болезни «моча с запахом кленового сиропа». Быстрое нарастание расстройств при этой болезни наблюдается в течение первых месяцев жизни ребенка. Некоторые больные дети могут жить несколько лет; у них, однако, наблюдается выраженная задержка умственного развития; при аутопсии видны обширные нарушения миелинизации. Запах мочи обусловлен тремя кетокислотами, образующимися из трех рассматриваемых аминокислот. Переами-

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

949

??2 переаиини- had*

I раозние гплчн

СН,-СН-СН-СООН ^=^СН3—СН—С—СООН ~~?

3 ? I II -со»

сн,

сн,—сн—соон I " I он сн3

fS-оксиизомасляная Кислота

?

I

о=с—сн—соон I

СН3

метилмалонил-полуальоегив

СН3 О

ос-кетоизовалериано-вая кислота

СН3—СН—С—S—СоА

I II СН3 О

изобутирил-СоА

СН3

р-ами"ноизомасляна.я кислота

- СН,—СН—С—S—СоА :

I г I II он- сн3 о

?-оксиизобутирил-СоА.

СоА—S—С—СН, .Л,°'> СоА—S—С—СН —СООН

СНг=С-С—S—СоА

сн3 о

метил акрил и л-СоА

О сн3

пропионил-СоА

О сн3

Мети лмалонил -СоА

СоА—S—С—СН2—СН2—СООН О

сукцинил-СоА

Рис. 23.4. Метаболические превращения валина.

NB, тареаминиро-

СН3-СН-СН2-СН-СООН ¦ СН3-СН-СН2-С-СООН -^SU CH3-CH-CH2-C-S-CoA

CH3 СН3 О СНз О

лейцин ci-кетпоизокалроновая изовалерил - СоА

кислота II

+ 2Н -гн

он II

HOOC-CH2-C-CH2-C-S-CoA f^-; HOOC-C^-C^CH-C-S-CoA CH3-C=CH-C-S-CoA

CH3 о CH3 о CH3 о

З-окси-З-метилглутарил- ?-метилглутаконил -СоА р-метилкротонил-СоА

СоА

CHj-С-СНг-СООН + CH3-C-S-CoA

О .О ацетоуксусная ацетип-СоА

Рис. 23.5. Метаболические превращения лейцииа.

950

III. .МЕТАБОЛИЗМ

СНд NH., лереаминиро- СН3 \'лп- СН,

DaH"e CcASH 1

сн3—СН0-СН—СН—СООН , СН,—СН,—СН—С—СООН _со > СН,—СН,—СН—С—S—СоА

О О с?-кето-В-метилвалериаио- ^ ~ .

??? 1|-2Н

сн3 СН., СН,

??,-C-CH-C-S-CoA =^ СН3—СН—СН—С—S—СоА CH,-CH=C-C-S-CoA

ii ii ii -н=о ¦· ii

О О ОН О о

?? - мети ла и,егл о - ot -метил- ?-оксибу

страница 83
< 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
(22.09.2019)