Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Непрямое дезаминирование аминокислот: последовательность реакций, ферменты, биологическое значение.
Непрямое дезаминирование происходит в два этапа: 1. Трансаминирование – аминокислота передает аминогруппу a-КГ и при этом превращается в кетоформу, а a-КГ – в глутаминовую:
2. Окислительное дезаминирование ГЛУ с выделением аммиака.
a-КГ может вновь вступать в реакции трансаминирования с другой аминокислотой, затем дезаминироваться. Поскольку обе реакции (трансаминирование и дезаминирование глутаминовой кислоты) являются обратимыми, создаются условия для синтеза любой заменимой аминокислоты, если в организме имеются соответствующие a-кетокислоты. Организм человека и животных не наделен способностью синтеза незаменимых аминокислот, из-за отсутствия соответствующих a-кетокислот. После дезаминирования углеродный скелет аминокислоты либо окисляется в аэробных условиях и служит источником энергии, либо используется в биосинтезе соединений.
Пути биосинтеза заменимых аминокислот из глюкозы. БИОСИНТЕЗ ЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ Из 12 заменимых аминокислот (табл. 29.1) 9 образуются из амфиболических метаболитов, а три незаменимых аминокислот. Центральное место в биосинтезе аминокислот занимают глутаматдегидрогеназа, глутаминсинтаза и трансаминазы. Благодаря совместному действию этих ферментов катализируется включение неорганического иона аммония в а-аминогруппу аминокислот. Глутамат Восстановительное аминирование а-кетоглутарата катализируется глутаматдегидрогеназой (рис. 29.1). Помимо того что эта реакция приводит к образованию L-глутамата из амфиболического метаболита, а-кетоглутарата, она является ключевой стадией биосинтеза многих других аминокислот. Глутамин Биосинтез глутамина из глутамата катализируется глутаминсинтетазой (рис. 29.2). Данная реакция имеет как сходство с реакцией, катализируемой Рис. 29.1. Реакция, катализируемая глутаматдегидрогеназой. Восстановительное аминирование а-кетоглутарата ионами NH происходит за счет Рис. 29.2. Реакция, катализируемая глутаминсинтетазой. Рис. 29.3. Образование аланина путем переаминировання пирувата. Донором аминогруппы может быть глутамат или аспартат. Другим продуктом реакции служит а-кетоглутарат или оксалоацетат. глутаматдегидрогеназой, так и отличия от нее. В обоих случаях «фиксируется» неорганический азот, который в одном Случае включается в аминогруппу, а в другом — в амидную группу. Обе реакции сопряжены с сильно экзергоническими реакциями: в случае глутаматдегидрогеназы с окислением а в случае глутаминсинтетазы с гидролизом АТР.
Аланин и аспартат L-аланин образуется из пирувата путем переами-нирования с глутаматом, а -аспартаттем же путем из оксалоацетата (рис. 29.3). Перенос а-аминогруппы глутамата на амфиболические метаболиты иллюстрирует участие трансаминаз в процессах включения иона аммония в а-аминогруппы аминокислот. Аспарагин Образование аспарагина из аспартата, катализируемое аспарагинсинтетазой (рис. 29.4), сходно с синтезом глутамина (рис. 29.2). Аспарагинсинтетаза млекопитающих в качестве источника азота использует не ион аммония, а глутамин и, следовательно, не «фиксирует» неорганического азота. Бактериальные же аспарагинсинтетазы используют ион аммония, следовательно, «фиксируют» неорганический азот. Как и в случае других реакций, сопровождающихся образованием последующий гидролиз РР, до Р, с участием пирофосфатазы обеспечивает энергетически благоприятные условия для протекания реакции. Серин Серин образуется из гликолитического промежуточного продукта D-3-фосфоглицерата (рис. 29.5). а-гидроксильная группа при участии NAD+ окисляется в оксогруппу; далее в результате переаминирования образуется фосфосерин, который затем дефосфорилируется, образуя серин. Глицин Синтез глицина в тканях млекопитающих осуществляется несколькими путями. В цитозоле печени содержится глицинтрансаминаза, катализирующая синтез глицина из глиоксилата и глутамата (или аланина). В отличие от большинства реакций переаминирования равновесие этой реакций сильно смещено в направлении синтеза глицина. Два важных дополнительных пути, функционирующие у млекопитающих, используют для образования глицина холин (рис. 29.6) и серин; в последнем случае катализ осуществляется серингидроксиметилтрансферазой (рис. 29.7). Пролин У млекопитающих и некоторых других организмов пролин образуется из глутамата путем обращения реакций катаболизма пролина (рис. 29.8).
Гидроксипролин Поскольку пролин служит предшественником гидроксипролина, то обе аминокислоты рассматривают как принадлежащие к глутаматному семейству аминокислот. Хотя в тканях млекопитающих встречаются как 3-, так и 4-гидроксипролин, в последующем изложении - речь будет идти исключительно о Рис. 29.4. Реакция, катализируемая аспарагинсинтетазой. Обратите внимание на сходство и различия с реакцией, катализируемой глутаминсинтетазой (рис. 29.2). Природа донора аминогруппы может различаться у разных организмов. Рис. 29.5. Биосинтез серина. а-АК—а-аминокислота, а-КК—а-кетокислота. Гидроксипролин, как и гидроксилизин, содержится в тканях практически только в составе коллагена, на долю которого приходится большая часть белка в организме млекопитающих. В коллагене одна треть аминокислотных остатков приходится на глицин и еще одна треть на пролин и гидроксипролин. Гидроксипролин, представленный в коллагене весьма большим числом остатков, стабилизирует тройную спираль коллагена по отношению к действию протеаз. В отличие от гидроксилизина, гидроксильная группа которого служит местом присоединения остатков галактозы и глюкозы, гидроксильные группы гидроксипролина в коллагене остаются незамещенными. Уникальной особенностью метаболизма гидроксипролина и гидроксилизина является то обстоятельство, что этиаминокислоты, входящие в состав Рис. 29.6. Образование глицина из холина. Рис. 29.7. Реакция, катализируемая серингидрокси-метилтрансферазой. Реакция легко обратима. фолат— тетрагидрофолат. белков пищи, не включаются в коллаген. Не существует которая могла бы акцептировать гидроксипролин или гидроксилизин и далее включать их в растущую полипептидную цепь. В то же время пищевой пролин является предшественником гидроксипролина, а пищевой лизин—предшественником гидроксилизина в составе коллагена. Рис. 29.8. Биосинтез пролина из глутамата путем обращения реакций катаболизма пролина. Гидроксилирование пролина (или лизина) катализируется пролилгидроксилазой (или лизилгидроксилазой) - ферментами, находящимися в микросомальной фракции многих тканей (кожи, печени, легких, сердца, скелетной мышцы, гранулирующих раневых поверхностей). Эти ферменты являются пептидилгид-роксилазами, поскольку гидроксилирование происходит только после включения пролина или лизина в полипептидную цепь (см. гл. 55). Обе гидроксилазы являются оксигеназами со смешанной функцией и функционируют при участии молекулярного кислорода, аскорбата, ионов и а-кетоглутарата. Пролилгидроксилаза изучена более подробно; есть основания полагать, что лизилгидроксилаза действует аналогичным образом. На каждый мольгидроксилированного пролина декарбоксилируется I моль а-кетоглутарата с образованием сукцината. В ходе этого процесса один атом кислорода молекулы включается в состав пролина, а другой — в сукцинат (рис. 29.9). Рис. 29.9. Реакция, катализируемая пролилгидроксилазой. Субстратом служит богатый пролином пептид. В результате реакции один атом молекулярного кислорода поступает в сукцинат, а другой — в пролин (установлено с использованием ). Цистеин
Цистеин, не относящийся к незаменимым аминокислотам, образуется из незаменимого метионина и заменимого серина. Сначала происходит превращение метионина в гомоцистеин с образованием на промежуточных стадиях -аденозилметионина и -аденозилгомоцистеина (см. гл. 31). Превращение гомоцистеина и серина в цистеин и гомосерин показано на рис. 29.10. Тирозин Тирозин образуется из фенилаланина в реакции, катализируемой фенилаланингидроксилазой (рис. 29.11), поэтому фенилаланин относится к незаменимым аминокислотам, а тирозиннет (при условии, что диета содержит достаточное количество фенилаланина). Реакция необратима, и поэтому тирозин не может заменить пищевой фенилаланин. Фенилала-нингидрокснлазный комплекс является оксигеназой со смешанной функцией, она имеется в печени млекопитающих и отсутствует в других тканях. В результате Рис. 29.10. Превращение гомоцистеина и серина в гомосе-рин и цистеин. Атом серы поступает в цистеин от метионина, углеродный скелет — от серина. реакции один атом молекулярного кислорода включается в пара-положение фенилаланина, а другой восстанавливается, образуя воду (рис. 29.11). Восстановительные эквиваленты, первоначально поставляемые NADPH, затем передаются непосредственно участвующему в реакции тетрагидробиоптерину—птеридину, подобному по структуре фрагменту фолиевой кислоты. Гидроксилизин 5-Гидроксилизин (а, е-диамино-8-гидроксикапроат) входит в состав коллагена и отсутствует в большинстве других белков млекопитающих. Г идроксилизин в составе коллагена происходит из пищевого лизина, но не пищевого гидроксилизина. Перед гидроксилированием лизин должен включиться в пептидную цепь. Гидроксилирование остатка лизина в составе пептида катализируется лизилгидроксила-зой—оксигеназой со смешанной функцией, аналогичной пролилгидроксилазе (рис. 29.9). Рис. 29.11. Реакция, катализируемая фенилаланин-гидроксил азой. Она осуществляется с участием двух типов активности. Активность II катализирует восстановление дигидробиоптерина за счет NADPH, активность I— восстановление в и превращение фенилаланина в тирозин. Нарушения хода этой реакции лежат в основе нарушений метаболизма фенилаланина, которые обсуждаются в гл. 31.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-07-18; просмотров: 110; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.1.158 (0.013 с.) |