Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

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

-СН—ОН,—сн2—СООН

II 2

??^^^??

о=с-СН—СН,—сн,—соон

II "

?^??

гиВантоин-5-пропионовая кислота

имиЭазолонгропионовая кислота

??,

I

НООС—он—сн,—сн2—соон

глутаминоЕЗА кислота +

"С," + ??3

?? I

C=NH

I

?

?-формиминоглугпаминовая кислота

Рис. 23.12. Пути метаболизма гистидина.

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

961

функции, однако пока они неизвестны; присутствие этого вещества отражает, по-видимому, его потребление с пищей растительного происхождения. Ничего неизвестно о конечных продуктах метаболизма эрготионеина.

23.2.15. Триптофан

Деградация триптофана у млекопитающих осуществляется в основном по двум путям. На одном из путей происходит окисление триптофана до 5-окситриптофана с последующим декарбоксилированием в 5-окситриптамин (серотонин). Этот путь, а также путь, ведущий к индолуксусной кислоте, были описаны выше (разд. 22.5.3.3). По другому пути происходит окисление до кину-ренина, который превращается далее в ряд промежуточных соединений и побочных продуктов (рис. 23.12); все они (за исключением глутарил-СоА) выделяются с мочой; сумма их примерно соответствует общему количеству метаболизированного триптофана.

Окисление триптофана до JV-формилкинуренина катализируется триптофан—2,3-диоксигеназой (М 103 000). Фермент состоит из четырех субъединиц одинаковой молекулярной массы; каждый моль тетрамера содержит 2 г-атома меди и 2 моля гема. Для функционирования фермента необходимы либо ферро-, либо фер-ригем и Си+. Диоксигеназа широко распространена в природе и получена в высокоочищенном виде из цитозоля печени и из Pseudomonas. В печени фермент находится как в форме апофермента, так и в форме холофермента; при этом первая форма является доминирующей. Введение крысам гематина (гл. 32) или предшественника гема б-аминолевулината (разд. 22.4.1) повышает активность триптофан-диоксигеназы.

Триптофан-диоксигеназа появляется в печени крыс спустя 10 дней после рождения, однако синтез ее может быть индуцирован кортикостероидами в более ранний период (гл. 45). Введение стероидных гормонов или субстрата триптофана в период, когда фермент уже имеется, повышает уровень его активности.

Повышение уровня триптофан-диоксигеназы после введения кортикостероидов является результатом стимулирующего влияния последних на синтез специфической информационной РНК (мРНК), которая кодирует (гл. 26) синтез апофермента диоксиге-назы. С другой стороны, повышение уровня активности диоксиге-назы после введения триптофана обусловлено не действием его на синтез мРНК (синтез осуществляется нормально), а уменьшением скорости деградации апофермента и увеличением насыщения фермента субстратом.

При врожденной болезни Хартнупа (сопровождающейся задержкой умственного развития) из-за недостаточности триптофан-

S62

III. МЕТАБОЛИЗМ

диоксигеназы лишь незначительная доля потребляемого триптофана окисляется в формилкинуренин.

Гидроксилирование кинуренина катализируется кинуренин-3-оксигеназой; в реакции участвуют NADPH и 02. Фермент специфичен к кинуренину, и гидроксилирование происходит только в положении 3. З-Оксикинуренин (у насекомых он является предшественником зрительных пигментов оммохромов) экскретируется у млекопитающих с мочой в виде либо гликозидуроната, либо О-сульфатного или ?-?-ацетильного производного. Пиридоксаль-фосфатзависимый фермент кинурениназа катализирует расщепление как кинуренина, так и 3-оксикинуренина до антраниловой и 3-оксиантраниловой кислот соответственно; в обоих случаях другим продуктом реакции является аланин. З-Оксикинуренин расщепляется примерно в два раза быстрее, чем кинуренин. Последний вступает также в реакцию переаминирования; из кетокислоты в результате замыкания кольца образуется кинурениновая кислота. Дегидроксилирование кинурениновой кислоты приводит к хи-нальдиновой кислоте. В виде хинальдиновой кислоты у человека экскретируется около 30% принятой с пищей кинурениновой кислоты.

Окисление 3-оксиантраниловой кислоты катализируется ми-тохондриальным ферментом 3-оксиантранилат-оксигеназой (М 34 ООО), находящейся в печени и почках. Для функционирования фермента необходимы Fe2+ и сульфгидрильное соединение; в образующийся а-амино-р-г:арбоксимукончл-б-полуальдегид включается 02. Апофермент (не содержащий железа) может быть реактивирован добавлением Fe2i; удаление железа блокируется при добавлении субстрата. Сульфгидрильные соединения (цистеин или восстановленный глутатион) вызывают в ферменте конформационные изменения, приводящие к его активации. После стадии образования а-амино-р-карбоксимуконил-б-полуальдегида происходит разветвление путей деградации триптофана: он может превращаться либо в хинолиновую и никотиновую кислоты, либо в глутаровую кислоту и далее в ацетил-СоА. Может происходить также декарбоксилирование полуальдегида; последующая циклизация продукта приводит к образованию пиколиновой кислоты. Рассмотренные превращения приведены на рис. 23.13.

Образование никотиновой кислоты из хинолиновой кислоты происходит в результате реакции, катализируемой хинолинат-траксфосфорибозилазой; хинолиновая кислота взаимодействует с 5-фосфорибозил-1-пирофосфатом; при этом выделяется С02 и образуется рибонуклеотид никотиновой кислоты. Последний непосредственно используется для синтеза NAD (разд. 24.1.9).

В условиях дефицита пиридоксина как крысы, так и человек выделяют ненормально большие количества кинуренина и ксан-"туреновой кислоты. Последняя экскретируется также в большом

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

963

7

??2

-сн,—сн—соон

о

??,

триптофан

о ??,

II ? --сн2—сн—соон

??2

кинуренин

о ??,

II I 2 с—сн,—сн—соон

он

3-оксикинуренин

\

??,

ОН

о-аминофенол

"NH2

ОН

З-оксиантрвнило-вая кислота

ноос >=о соон

оС-кетоабипино-вая кислота

с—сн,—сн—соон

n—сн

н А

?-формилкину ренин

?соон ??2 + сн3—сн—соон ??2

энтраниловая аланин кислота

ОН

СООН

цинуреновая кислота

ОН

^IsT "СООН X нальЭиновая кислота

СООН

он

ксантуреновая к ислота

СООН ОН

8-оисихинальЭиновая кислота

-* о=сн 1 —

hooc'^NH2 ос-амино-р-квр&окси -мукопил-Б-полуальсегиЭ

соон

соон

хинолиновая кислота

ноос J—NH,

соон ot-аммномуконова я кислота

о=сн

ноос

nh,

соон.

ot-эминомукони л -о- полуалъОегиб

?

НООС СОСоА

2 СН3СОСоА + СО,

RP

рибонуклеотий никотиновой кислоты

nad

глутарил-СоА

n^ "соон

пиколиновая кислота

Рис. 23.13. Метаболические взаимоотношения между триптофаном и его метаболитами PRPP — 5-фосфорибозил-1-пирофосфат; RP — рибозо-5-фосфат.

964

III. МЕТАБОЛИЗМ

количестве при беременности; это может быть связано с повышением содержания в крови эстрогенных и прогестиновых гормонов, поскольку, как сообщалось, эстрогены тормозят in vilro превращение кинуренина в кинуреновую кислоту. При утрате одной гидроксидной группы ксантуреновая кислота превращается в 8-окси-хинальдиновую кислоту.

Индолуксусная кислота (разд. 22.5.3.3) экскретируется с мочой у млекопитающих в виде индолацетуровой кислоты, образующейся в результате конъюгации индолуксусной кислоты с глицином. Вероятным предшественником индолуксусной кислоты является триптамин, который, как известно, образуется в толстом кишечнике из триптофана в результате декарбоксилирования последнего бактериальными ферментами. Экскреция с мочой индолуксусной и индолмолочной кислот увеличена у больных фенилкетонури-ей (разд. 21.4.2.4). Микроорганизмы толстого кишечника могут осуществлять дальнейшую деградацию индолуксусной кислоты с образованием скатола, скатосила, индола и индоксила.

Кристаллический гемопротеид (М «250 000), выделенный из Pseudomonas, катализирует окисление триптофана по углеродному атому, соседнему с индольным кольцом. Субстратами этого фермента являются также различные замещенные по 3-положению производные индола, в том числе некоторые триптофансодержащие олигопептиды. Продуктами реакции являются ?,?-дидегидротрипто-фан и Н20; это позволяет предполагать, что в ходе реакции в качестве промежуточного соединения образуется ?-оксипроизводное. Этот фермент, который был предварительно назван «?,?-оксидаза боковой цепи триптофана», атакует только соединения с интакт-ным индольным кольцом.

Индол может образовываться также непосредственно из триптофана в результате действия бактериального фермента триптофа-назы; этот фермент катализирует расщепление боковой цепи триптофана с образованием индола, аммиака и пировиноградной кислоты.

23. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. IV

965

Промежуточным соединением в ходе этой реакции является связанная с ферментом ?-аминоакриловая кислота; в качестве кофермента функционирует пиридоксальфосфат. Кристаллическая трип-тофаназа из Е. coli (? 220 000) состоит из четырех идентичных субъединиц; помимо рассмотренного выше расщепления она катализирует также ряд реакций а, ?-элиминнрования и ?-замеще-ния, включая следующие:

серин -»- пируват -f- NH3

цистеин -f- Н20 ->¦ пируват -f- NH3 + H2S

серин -(- индол -*¦ триптофан -f- Н20

цистеин -f- индол ->¦ триптофан -f- H2S

Неприятный запах содержимого толстого кишечника обусловлен частично скатолом и индолом. Небольшие количества индоксила и скатоксила поступают из кишечника в кровь; в печени происходит конъюгирование их либо с сульфатом, либо с глюкуроновой кислотой, образующиеся эфиры сульфатов или глюкозидуронаты экскретируются с мочой. Калиевая соль индоксилсульфата известна под названием индикан, уровень концентрации в моче индоксилсульфата рассматривают как качественный показатель степени активности 'бактерий в толстом кишечнике.

СХГ+"

н

инЭогсг.ил сульфат

ЛИТЕРАТУРА

Книги

Arias I., Jakoby W. В., eds., Workshop on Glutathione, Krok Foundation Conference,

Raven Press, Publishers, New York, 1976. Bender D. ?., Amino Acid Metabolism, Wiley-Interscience, New York, 1975. Bianchi R., Mariani G., McFarlane A. S., eds., Plasma Protein Turnover, University

Park Press, Baltimore, 1976. Greenberg D. M., ed., Metabolic Pathways, vol. Ill, Academic Press, Inc., New

York. 1969.

Greenberg D. M.. ed„ Metabolic Pathways, vol. VII, 3rd ed., Met

страница 86
< 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)