Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

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

тирил-

ацетил-СоА СоА тиглил-СоА

CoASnj

СН,—С—S—СоА + СН,—СН,—С—S—СоА

ii - ii

О О ацетил - СоА пропионил - Со А

Рис. 23.6. Метаболические превращения изолейцина.

нирование не нарушается, однако не происходит последующего окислительного декарбоксилирования с образованием анил-СоА. То обстоятельство, что при данном синдроме накапливаются все три кетокислоты, свидетельствует о том, что окисление всех трех кетокислот осуществляется одним и тем же ферментом и что не имеется другого существенного пути их метаболизма. В нормальной печени обнаружена аминотрансфераза, специфичная к лейцину.

Другое метаболическое нарушение, изовалератацидемия, по-видимому, специфично для метаболизма лейцина; оно характеризуется высоким содержанием в плазме крови нзовалериановой кислоты. Эта болезнь может оказаться фатальной; в тех случаях, когда не проводится лечение, наблюдаются задержка умственного развития и приступы судорог. В период ремиссии образовавшаяся из лейцина изовалериановая кислота экскретируется в виде конъюгатов с глицином. Наблюдаемые метаболические нарушения связывают с неадекватным функционированием дегидрогеназы, катализирующей превращение нзовалерил-СоА в ?-метнлкро-тонил-СоА (рис. 23.5).

23.2.11. Фенилаланин и тирозин

У здоровых людей почти весь фенилаланин, который ие был использован для синтеза белка, превращается в печени в тирозин под действием фенилалаиин-гидроксилазы (разд. 21.1.2). При фе-нилкетонурии (разд. 21.4.2.4) метаболизм фенилаланина отклоняется в направлении образования фенилпировиноградной кислоты, которая либо накапливается, либо восстанавливается до фенилмо-лочной кислоты; небольшая доля последней окисляется в фенил-уксусную кислоту, которая экскретируется в виде фенилацетил-глутамина. Пути метаболизма фенилаланина и тирозина приведены на рис. 23.7.

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

951

СУ

??2

Ь—СН,—СН—СООН <

/Г- * \_/ ? \-J он

фенилаланин фенил пировинограЭнвя фенилмолочная

кислота кислота

НО

NH

/)—СН,—СН—t-UtJH s=i ни-^ ?

тирозин

О

я оксифенилпировинограЭная кислота

аскороино-вая кислота

ОН

^_сн2-соон "°^У

СН,-СН—СООН

он

НО

гомогентизиновая л-оксифенилмолочная кислота кислота

НС-СООН / HOOC-CH

HC-C-CH.,-C-CH2-COOH нс-с-снг-с-сн,-соон

•"Г к к

о о о и

4-малеилацетоуксусная 4-фумарилацетоуксусная кислота кислота

ноос-сн сн.,-с-^сн2-соон НС—соон + о

фумаровая ацетоуксусная кислота кислота

Рис. 23.7. Основные пути метаболизма тирозина и фенилаланина. Атомы углерода, участвующие в образовании ацетоуксусной кислоты, обозначены символами ( * . О, X, ф) для согласования с обсуждением в тексте.

Начальным этапом метаболизма тирозина в печени является переаминированне, катализируемое тнрозин-глутамат — аминотрансферазой; это индуцируемый фермент, синтез которого в печени значительно увеличивается после введения тирозина, а также кортикостероидов (гл. 45), инсулина или глюкагона (гл. 46). Уровень активности этого фермента снижается после инъекции гипофизарного соматотропнна (гл. 48). Окисление п-оксифенил-пирувата до гомогентизиновой кислоты катализируется медьсодержащим ферментом п-оксифенилпируват-диоксигеназой. Сравнение структур субстрата и продукта указывает на сложность реакции, в результате которой происходят гидроксилирование кольца, окисление, декарбоксилирование и миграция боковой цепи.

В печени эмбриона активность этого фермента низка, она медленно увеличивается после рождения. Этим обстоятельством мож-

952

ИГ. МЕТАБОЛИЗМ

но отчасти объяснить экскрецию с мочой относительно больших количеств метаболитов фенилмолочной кислоты, образующихся при действии редуктазы ароматических а-кетокислот у преждевременно родившихся детей или у нормальных младенцев, которые получали тирозин. Для нормальной активности п-оксифенилпиру-ват-диоксигеназы, по-видимому, необходима аскорбиновая кислота, так как в условиях недостатка последней морские свинки и младенцы экскретируют значительные количества п-оксифенил-пировиноградной кислоты.

Окисление гомогентнзиновой кислоты катализируется гомоген-тизат-диоксигеназой, для активности которой необходимы Fe2+ и высокие концентрации сульфгидрильных соединений, например восстановленного глутатиона. В реакции участвует молекулярный кислород; происходит расщепление ароматического кольца между боковой цепью и соседней гидроксидной группой; при этом один из атомов кислорода оказывается карбонильным кислородом в положении 3 продукта, малеилацетоацетата, а другой входит в состав карбоксильной группы.

Исследование превращения фенилаланина в ацетоацетат с помощью изотопной техники показало что: 1) ?-углеродный атом (*) (см. рис. 23.7) фенилаланина становится углеродным атомом карбоксильной группы ацетоацетата; 2) углерод-2 ароматического кольца (X) является предшественником карбонильного углерода ацетоацетата; 3) углерод-1 или углерод-З (#) кольца является предшественником концевого углеродного атома ацетоацетата; 4) ?-углеродный атом фенилаланина (О) становится углеродным атомом 2 ацетоацетата. Имеющиеся данные показывают, что в ходе окисления происходит перемещение боковой цепи.

В печени крысы п-оксифенилмолочная кислота, образующаяся из тирозина (рис. 23.7), превращается в результате дегидратации и ?-окисления в «-оксибензойную кислоту. Последняя является предшественником убихинона — участника цепи переноса электронов (разд. 12.4) как у крыс, так и у микроорганизмов; одним из промежуточных соединений при этом превращении является 5-де-метоксиубихинон-9, другие промежуточные соединения еще не идентифицированы. 0

но

о

л- оксифенил молочная кислота

Л-оксийензойная кислота

Н-Эеметоксиуби-хинон-9

О

О

ийихинон-9

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

953

Другой метаболический путь превращения тирозина, а именно превращение в окситирамин был описан выше (разд. 22.5.3.2); на этом пути первоначально образуется диоксифенилаланин, который имеет первостепенное значение для синтеза катехоламинов в тканях головного мозга (гл. 37) и мозгового слоя надпочечников (гл. 45).

При врожденном заболевании алкаптонурии наблюдается утрата способности к окислению гомогентизиновой кислоты и происходит ее накопление. В печени больных отсутствует гомогентизат-оксидаза, в то же время активность всех других ферментов, катализирующих предыдущие и последующие стадии катаболизма тирозина, не изменяется. Выделение гомогентизиновой кислоты легко обнаружить; при слабом подщелачивании и при контакте с воздухом моча быстро темнеет. Это объясняется легкостью окисления гомогентизиновой кислоты до хинона, который полимери-зуется в меланиноподобное вещество. Моча проявляет восстанавливающие свойства; если добавлять к ней разбавленный раствор хлорного железа, то после каждой капли возникает преходящее голубое окрашивание. Капля подщелоченной мочи вызывает быстрое почернение фотобумаги (восстановление окисляющих агентов часто используется для обнаружения в моче глюкозы). При продолжительной алкаптонурии может стать заметной ненормальная пигментация хрящей и других соединительнотканных структур (охронозис).

В литературе было только одно сообщение о тирозинозе. Метаболический блок был, по-видимому, обусловлен отсутствием п-окси-фенилпируват-диоксигеназы; у пациента наблюдалась сильно выраженная экскреция п-оксифенилпировиноградной кислоты.

23.2.11.1. Тирозин как предшественник меланина

В клетках базального слоя эпидермиса (меланобластах) при участии медьсодержащей тирозиназы происходит синтез из тирозина темноокрашенного пигмента меланина. Фермент катализирует окисление тирозина в диоксифенилаланин (ДОФА) и ДОФА-хи-нон (рис. 23.8). Галлахром (получивший такое название, поскольку был выделен из многощетинкового червя, Halla parthenolapa) образуется неферментативно в результате дисмутации 2 молекул ДОФА-хинона. Окисление индол-5,6-хинона в меланин является, вероятно, спонтанным. Меланин (греч. melas — черный) является полимером или группой полимеров с неупорядоченной структурой. Цвет кожи зависит от распределения меланобластов, количества содержащегося в них меланина и, вероятно, состояния его окисления (меланин может быть восстановлен аскорбиновой кислотой или гидросульфитом, при этом цвет его из черного становится желто-коричневым). Врожденное отсутствие тирозиназы приводит к альбинизму.

27—1358

III. МЕТАБОЛИЗМ

CH

I

+o

фермент

HO

N' Нг

тирозин

снсоон 'SSFS*- но

ленно, затем быстро

но но

+ со,

относи- Q: глельис

5,6-Эмсжсиин8ол

быстро

J

-сн,

фермент

N Нг ДОФА

.^СНСООН «мяч»

j +20

галлахромовыи красный

НО

-сн2 I

„СНСООН

N

?,

ДОФА-хинон

быпфо

СООН бистро НО

JCOOH

лейкосоейинение

относительно ме'о-леин

> меланин <--

НО НО

инйол-5,6-хинон

JlcooH

5,6-биогссиин5ол 2 кар-бонован кислота

о= о=

-сн,

но

N Hz

ДОФА- хинон

СНСООН НО

СООН

лейкосоейиненир.

НО НО

??, ДОФА

-СН,

I

ХНСООН

СООН

гвллахромовыи красный_

Рис. 23.8. Образование меланина из тирозина [Lerner А. В., Fitzpatrick Т. В., Physiol. Rev., 30, 91, 1950].

В норме меланин имеется также в сетчатке, ресничном теле, сосудистой оболочке глаза, в субстанции «нигра» мозга и в мозговом слое надпочечников. Иногда меланобласты являются источником злокачественной опухоли — меланомы, которая часто оказывается пигментированной. Непигментированные меланомные опухоли при «окраске» раствором, содержащим ДОФА, быстро темнеют. Потемнение кожи человека вызывается ультрафиолетовым облучением тирозина, приводящим к образованию ДОФА. У альбиносов отсутствуют либо меланинобразующие клетки, либо тиро-зиназа, либо оба эти «фактора».

Множественные формы тирозиназы были обнаружены в экстрактах меланом различных млекопитающих (включая человека), а также в коже и волосяных луковицах пигментированных мышей

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

955

(при этом генетические предпосылки для пигментации могут быть различными). Высокоочищенные препараты фермента были получены из Neurospora crassa и грибов.

23.2.12. Лизин

Лизин не участвует в реакциях переаминирования

страница 84
< 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
(21.09.2019)