|
|
Основы биохимии. Том 2. В печени крыс деградация лизина происходит главным образом в митохондриях; при этом, по-видимому, осуществляются реакции, обратные тем, которые имеют место при синтезе лизина (разд. 20.4.1.9). NH, I ?,?—сн,—сн2—сн2—сн,—сн—соон H2N—CH2—CHj—сн2—сн2—с—соон ог-кето-Е-аминокагфоновая кислота соон H2C—NH—CH I I сн2 сн2 сн, сн, сн2 HCNH, I соон I соон сахаросрин "?' чСООН Д -пиг,ери8еин-2-карооновая кислота ЛГ^СООН ? липеколиноваа кислота ->Г "СООН Л!-пипериВеин-Ь-карбоновая кислота ? 0=С—СН2—СН,,—CHj—сн2—СООН NH2 ot-аминоаЭипил -S-полуа льЭегиЭ 1 НООС—СН2—СН2—СН2—СН—СООН NHj, ci-аминоаЭипиновая кислота 1 НООС—СН2—СН2—СН2—COSCoA глутарил -СоА -со, NAD* СоА5Н НООС—CHj,—СН2—СН2—С—СООН ct-кетоаЭипиновая кислота НООС—СН2—СН=СН—COSCoA глутакони л- СоА -со, CHS—СН=СН—COSCoA кротонил-СоА 2 СН3—С—СоА О 2 ацетилгСоА HP J NAD* СН3—С—СН,—COSCoA аЦепгаацетил-СоА Рис. 23.9. Предполагаемые пути метаболической деградации лизина. 27* 956 III. МЕТАБОЛИЗМ В ходе деградации лизина образуется сахарофин (разд. 20.11), далее открывается прямой путь (обходящий циклические промежуточные соединения) к а-аминоадипил-е-полуальдегиду (рнс. 23.9). Этот полуальдегид образуется также и в ходе другого пути деградации лизина (рис. 23.9), начинающегося окислительным дез-аминированием, которое катализируется оксидазой L-амннокислот печени. Образующаяся кетокислота спонтанно циклизуется в А'-пи-перидеин-2-карбоновую кислоту; восстановление последней ферментом, функционирующим как с NADH, так и с NADPH, приводит к пипеколиновой кислоте. Последняя окисляется в ?'-пипери-деин-6-карбоновую кислоту, которая в присутствии АТР и Mg2+ окисляется митохондриями печени до ?-аминоадипиновой кислоты (через стадию полуальдегида). Печень содержит пиридиннуклео-тидзависимый фермент, катализирующий окисление а-аминоади-пил-е-полуальдегида в ?-аминоаднпиновую кислоту. Последняя путем переаминирования переходит в ?-кетоадипиновую кислоту, из которой в результате окислительного декарбоксилирования образуется глутарил-СоА; дальнейшие превращения приведены на рис. 23.9. Третий путь деградации лизина в тканях млекопитающих, а также у дрожжей протекает через стадии образования ацнлнро-ванных промежуточных соединений и, таким образом, обходит путь, включающий стадию циклизации кетопроизводного лизина СН, снч NH2 I H2N—(СН2)4СНСООН лизин NH, с=о ? ? - HN—(СНг)4СНСООН ?-?- ацетиллизин О О II NH2(CH2)4CCOOH — rt-кето-е-аминокап-роновая кислота Д^пилерчЗеин- 2- карбон овая кислота и т.о. с=о I II HN—(СН2)4С—СООН о4-кето-Е-ацетами9о-капроновая кислота ОН HN—(СН2)4СНСООН оС-окси-ь-ацетамиЭо-капроновая кислота НООС(СН2)3СООН •глутаровая кислота ОН I • H2N(CH2)4CHCOOH оС-окси- ь-аминокапро-ноаая кислота Рис. 23.10. Ацилированные промежуточные соединения, образующиеся в процессе деградации лизина. 23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV 957 NH, СН2—СН2—СН;—СН2—СН—СООН СН2—СН,—СН,—СН,—СН—СООН ¦—> ??, ??, ??, d-лиэин l-лизим Н..О переаминиро- СН,—СН,—СН,—СН,—С—??, СН,—СН,—СН,—СН,—СООН , j^^" - ванне ??2 О NH, б - аминовалериановая г-аминовалерамиЭ кислота ? NAD* CoASH , ,„ __, ^-, , „ , -?20 , 0=C—CH,—CH,—CH,—COOH > НООС—СН,—СН,—СН,—С—S—СоА глутаровый полуалВегив глутарил-СоА ?,? О НООС^СН,—СН=СН—С—S—СоА С°2 > СН3—СН=СН—С—S—СоА-> Acetyl СоА О О глутакопи л - СоА кротонил - СоА Рис. 23.11. Катаболизм лизина микроорганизмов. в пипеколиновую кислоту. Фермент печени катализирует образование е-А/-ацетнллизина. Ацильный остаток сохраняется на стадиях, ведущих к а-окси-е-ацетамидокапроновой кислоте (рис.23.10), из которой (после деацилировання) образуется глутаровая кислота. Если же деацнлнрование осуществляется на более ранней стадии, то возникает возможность метаболических превращений по пипеколатному пути (рис. 23.10). Катаболизм лизина у микроорганизмов протекает через стадии образования промежуточных соединений, показанных на рис. 23.11. Взаимопревращение D- и L-лизина катализируется пиридоксальфосфатзависимой рацемазой. При действии t-лизин-оксигеназы (М 191 ООО) из L-лизина образуется ?-аминовалерамид. Молекула этой оксигеназы содержит две молекулы FAD и, по-видимому, катализирует окисление, дезаминирование и декарбоксилирование. Образовавшийся амид превращается затем дезамидазой в ?-аминовалериановую кислоту. Из последней в результате переаминирования образуется глутаровый полуальдегид; далее через стадии глутарил-СоА, глутаконил-СоА, кротонил-СоА происходит образование ацетил-СоА. Следует отметить, что переаминированне ?-аминовалерата с образованием полуальдегида и последующее окисление до глутарата происходит также у крыс. Некоторые Clostridia сбражявают лизин; при этом первоначально происходит обратимое превращение L-лизина в ?-?-лизин, катализируемое пиридоксальфосфатзависимой аминомутазой {М 285 ООО): NH2 ! H2N—СН2—СН2—СН2—СН2— С ?—С ООН <—> L-а-лизян ??2 -*¦ ?2?—СН2—СН2—СН2—СН—СН2—СООН L-?-лизин 958 III. МЕТАБОЛИЗМ В ходе этого превращения происходит перенос аминогруппы от а- к ?-углеродно-му атому и атома водорода (в противоположном направлении). При окислении ?-?-лизина образуются конечные продукты ферментации, а именно ацетат, бути-рат и NH3. 23.2.13. Аргинин Катаболизм аргинина у млекопитающих, приводящий к образованию орнитина и мочевины, был описан выше (разд. 21.4.4). Был также рассмотрен путь дальнейших превращений аргинина (разд. 23.2); этот путь характерен также для В. subtilis и Е. coli. У других микроорганизмов осуществляются различные пути катаболизма ар-гииииа. В ходе одного из таких путей происходит деградация до агматииа (разд. 22.6.1.1.) и 1,4-диаминобутаиа, далее образуются спермин и спермидин (разд. 22.6.2); в ходе другого пути образуется цитруллин, а из последнего — орнитии; еще одни путь включает последовательность превращений: ?-гуаиидинобутир-амид—»-у-гуанидиномасляиая кислота—унитарный полуальдегид; наконец, деградация по пути: ?-кетоаргпнин—«-у-гуанидпнобутнральдегнд—>-у-гуаниднномасля-ная кислота—>-у-аминомасляиая кислота+мочевииа. 23.2.14. Гистидин Из гистидина в результате переаминирования может образоваться соответствующий имидазолпируват; однако главный путь деградации гистидина начинается катализируемым гистидин — аммиак-лиазой, а, ?-элиминированием молекулы NH3 с образованием урокановой кислоты. Механизм этой реакции включает промежуточное образование аминофермента. ? ? ??2 ? ilH2 HC=C—C-CH-COOH + ? — НС=С—CjrCH-COOH N„ NH н ?*. .?? ?~ Я с л н н он гистиЭин ? Н20 + НС=С-С=СН-СООН + ??2—? ?^/?? Н NH3 + ? урокановая кислота Гистидин — аммиак-лиаза печени крысы является ферментом, нуждающимся в сульфгидрильных соединениях. В активном центре фермента (?? 200 ООО) находится остаток дегидроаланина 23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ 1\ 959 ?? I (СН2=-С—СО—). Активность фермента в печени крысы значительно увеличивается в период, предшествующий половой зрелости, достигая уровня, который сохраняется у взрослого животного. Увеличение активности у молодых животных ускоряется при гипо-физэктомии, что указывает на тормозящее влияние гипофизарных гормонов на активность и (или) синтез фермента. У лиц с врожденным заболеванием гистидинемией гистидин — аммиак-лиаза отсутствует; это приводит к повышению содержания гистидина в крови и моче. Уроканатгидратаза катализирует трансформацию урокановой кислоты в имидазолон-3-пропионат. Эта реакция характеризуется вовлечением элементов воды и осуществлением процессов внутримолекулярного окисления и восстановления; ее механизм еще не установлен. Далее имидазолонпропионат-гидролаза осуществляет гидролиз до гх-формиминоглутаминовой кислоты. Формиминовая группа может быть перенесена специфической трансферазой в К5-положение тетрагидрофолиевой кислоты. Ы5-Формиминотетра-гидрофолиевая кислота гидролизуется, циклизуется в Г\т5,№°-мете-нилпроизводное; далее может образоваться Ы10-формил- или №,Г\[10-метилентетрагидрофолиевая кислота (рис. 21.2). Таким образом, атом С-2 имндазольного кольца гистидина возвращается в пул одноуглеродных фрагментов. Животные и люди с недостатком фолиевой кислоты или витамина В[2 выделяют большие количества формиминоглутаминовой кислоты; это свидетельствует о том, что главным путем метаболизма формиминогруппы является ее превращение в метальную группу. Небольшое количество имидазолон-3-пропионата может окисляться до гидантоин-5-пропионата, который не подвергается дальнейшим превращениям, а выделяется с мочой. Пути метаболизма гистидина приведены на рис. 23.12. У некоторых микроорганизмов формиминоглутаминовая кислота подвергается гидролизу либо до глутамата и формамида под действием формиминоглутамат-гидролазы. либо до формилглутамата и ??4 под действием N-формил-ь-глутамат-иминогидролазы. Последний фермент (?? 100 ООО) состоит из двух одинаковых субъединнц. Исследования, проведенные на микроорганизмах, позволили выяснить регуляторные механизмы, функционирующие иа пути деградации гистидина. У Klebsiella aerogenes гистидин —аммиак-лиаза. уроканатгидратаза и формими-ноглутамат-гидролаза индуцируются гистидином и урокановой кислотой, а репрессируются глюкозой и глицерином. Эрготионеин — бетаин 2-меркаптогистидина находится в высокой концентрации в эритроцитах человека (20—30 мг/100 мл цельной крови) и обнаружен также в печени и мозге; его содержание высоко в семенной жидкости кабана. Этот бетаин, возможно, выполняет у млекопитающих определенные метаболические III. МЕТАБОЛИЗМ HC=C—СН,—CH2 I I I ?^,,?? ??2 ? гистамин HC=C—СН,—СН, I -?—СН, ??, 1- метилгиотамин НС=С—СН,—СН—СООН' J. г. ? НС=С—СН,—СН—СООН I I 2 I N^C^N-CH3 NH2 ? ГметилгистиЭин гистиЭин НС==С—СН2—С—СООН I I II ?^?? О им иЭазсл пировинограЭна" кислота H3C-N^N ? ??, Зметилгиг.тиЭин НС=С—СН2—СООН ?^?? м иВазо л уксусная кислота нс=с—сн=сн—СООН I I ?^?? ? урокановая кислота о=с |
< 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] |