Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Млекопитающие неспособны синтезировать кольца птерцдина. Они получают птеридин с пищей или от микроорганизмов кишечной флоры. Одноуглеродный фрагмент, переносимый тетрагидрофолятом, связывается с атомом твтрнгндрофонит Степень окисления Группа иая Промежуточная Наиболее окисленная — СН» (метиленоеая) — СНО (формнльная) — СНЫН вЂ” (формимнно-) — СН»ж (метенильиаа) азота Х-5 или Х-10 (они обозначаются Х» и Х'о) или с обоими. Этот фрагмент может иметь три степени окисления (табл.
21.2). Наиболее восстановленная форма — метильпач ~руина, промежуточная — метилеповая группа. Наиболее окисленные формы -меттшльпая, формильпая или формимипогруппа. Одноуглеродный фрагмент с максимально возможной степенью окисления, СО„переносится не тетрагидрофолятом, а биотином (разд. 15.15). Эти одноуглеродные фрагменты способны к взаимопревращсниям (рис. 21.5). №, №о-метилептетрагидрофолят может быть восстановлен до №-метилтетрагидрофолята или окпслен до №-метепилтетрагидрофолята. )Ь(ь, №о-метепилтетрагилрофолят может превратиться в №-формимипотетрагидрофолят и №"-формилтетрагидрофолят„ в которых углерод находится в одной и той же степени окисления.
)ь»» о-формилте грагидрофолят может быть также синтезирован из формиата и АТР: Формиат + АТР + Тетрагидрофолят Х'о-формилтетрагидрофолят + АОР + + Р,. Эти производные тетрагидрофолята служат донорами одпоуглеродпых фрагментов тн— Н Рннкционнооноеобнаа часть но»михом тнтрагндрофонпта Часть Н1. Биосинтез 236 предшественников макромолекул в самых различных йосси»»тетичеслих реикииях. Метиопип синтезируется из гомоцистеина ну~ем переноса метнльпой группы Х'-метилтетрагидрофолята, как будет описано ниже. Некоторые атомы углерода пурипов происходят из Х', Х'о-метенильного и Х'о-формильного производных тетрагидрофолята. Метильная группа тимина (пиримидннового основания) происходит из ХУ, Х'о-метилентетрагидрофолята. Это производное тетрагидрофолята служит также донором одноуглеродного фрагмента при синтезе глицина из СО» и ХНа в реакции, катализируемой глицин-синтазой: СО, + ХН,; + Х', Х'о-метилентетра- гидрофолят + ХАВХ вя Глицин + + Тетрагидрофолят + ХАВ .
Итак, в биосинтетических реакциях используются одноуглеродные фрагменты всех трех степеней окисления. Кроме того, тетрагидрофолят служит акиептором одноуглеродпых фрагментов в катайолических реакциях. Основной источник одноуглеродных фрагментов — реакция преврац(ения серина в глицин, в результате которой, как уже говорилось, образуется Х', Х'о-метилентетрагцдрофолят. Серии Таблица 3) Д. Олиоуглеролнме грунин, переиоснмме тетрагилрофолатом Наиболее восстановлен- — СН, (метильная) н,с ив ив Н «влветил- татрагидрофолат гч н Тетрагидрофолат «',«'ь нетилеитетрапгдрофол НАОР.
Формивт + АТР АПР НАОРН Н ХА'.— й ~ ог„ НС ГЧ— нС гг— 1 н НМ «в,«то'иетеиитетрапгдрофолат «тврорнаниио- тетрагидрофолат АОР Атг гр ' С «внророиатетрагидрофолат О Н ив Н Превращения одноуглеродных единиц, присоединенных к тетрагидрофоляту. Рнс. 21.5. Активироввннвв метипьнвл группа Пространственная модель Б- аденозилметионина.
Рнс. 21.6. 237 ! О Н вг ~ «'е форваипетрвгидрофолат может образовываться нз 3-фосфоглицерата (разд. 21.5); таким образом, благодаря этой последовательности реакгуий клетка имеет возможность образовывать одноуглерадные фрагменты из углеводов де паео. Прн распаде гистидина образуется И-формиминоглутамат, который переносит свою формиминогруппу на Хз-атом тетрапгдрофолята. 21.7. Б-аденознлметионнн — основной донор метильных групп Тетрагидрофолят может нести метильную группу при Хз, однако присущий ему потенциал переноса групп недостаточно высок. В большинстве процессов биосинтеза донором активированной метильной группы 21.
Биосинтез аминокислот н гема НН, ! сооН вЂ” С вЂ” НН,' СНт СН, н,с — ь. Р;+ РР;+ Л аденеанлметмонин Магнолии переносе метильной группы $-аденозилметионина на какой-нибудь акцептор, например фосфатиднлэтаноламин. Затем К-адеиозилгомоцистеин гидролизуется на гомоциснггнн и аденозин. Метионин может быть регенерирован путем переноса метильной группы 1ч'-метилтетрагидрофолята. Эту реакцию катализирует гомоцнсгпеин-метилтрапс4сраза. В этом переносе метильной группы уча- СО О ! Н вЂ” С вЂ” НН,+ л в — сн, — с, сн, 8- Я аданоамл- готюцметемн Н Н С Н СОО Н вЂ” С вЂ” ЙН," СН, ! сн ! 8 — СН Мвтионни СОО Н вЂ” С вЂ” НН ' ! сн сн, ! ЯН тетрагндрвфоллт Гомоцнотвнн ствует в качестве посредника мстилкобаламин, кофермент гомоцистеин-мстилтрансферазы. Вообще у млекопитающих известна еше только одна реакция, для которой необходим витамин В,з,— это перестройка В-метилмалонил-СоА в сукцинил-СоА 1разд.
18.11). В метилировании гомоцистеина с образованием метионина могут принимать участие и другие доноры, такие, как бстаин, продукт окисления холина. соон — с — нн,+ ! СН, + Атр— ! сн, ! Н,С вЂ” б служит Б-адсноэилмеглиония, с которым мы уже встречались, когда рассматривали превращение фосфатидилэтаноламина в фосфаэидилхолин (разд. 20.3). Б-аденозилметионин синтезируется путем переноса аденозильной группы АТР на атом серы метионина. Метильная ~руина метионнна активируется под действием положительного заряда соседнего атома серы, поэтому ее реакционная способность значительно выше, чем у Х~-метилтстрагидрофолята.
СОО ! Н вЂ” С вЂ” НН,' ~Нт Снт ! Н С вЂ” 8 э т в-аденоанлнетнонмн 1аа. мвтнлтетрагидрофолнт Синтез Б-аденозилметионина необычен в том отношении, что пирофосфатная группа АТР расщепляется на пирофосфат и ортофосфат. Затем пирофосфат гидролизуется. Таким образом, при этой реахции активации все связи фосфор — кислород в АТР расщепляются, что существенно увеличивает реакционную способность метильной группы. Я-иденозилгомоцистеин образуется прн Часть Ш. Биосинтез 238 предшественников макромолекул СОО Н вЂ” С вЂ” НН " н,о 3 — — с~, сн ЯН Гоноцнатенн Н вЂ” СН,— СН,ОН Холин й — СН,— СОО Веганн Эти реакции образуют пик.г ихтиеггроеиггной .ггегпгг.гыгой группы (рис.
21.7). Метильные группы вступают в цикл при превращении гомоцистеина в метионин и становятся весьма реакционноспособными в результате расщепления трех высокоэнергетических связей ( - Р). Высокий потенциал переноса метильной группы 5-аденозилметионина делает возможным ее перенос на самые разнообразные акцепторы, например на аминогруппу нейропередатчика норадреначина (разд. 37.11) и на остаток глутаминовой кислоты одного из рсгуляторных белков хемотаксиса (разл. 37.23). 21.8. Цистеин синтезируется из серина и гомоцистеииа К ролзе того, чз о гомоцистеин — предшсегвенник меэионина в цикле активированной метильной грушгы, он являегся также промежуточным продукгом синтеза цистеина.
Серии и 4омопистеин конденсируются с образованием ниспгатиггнигги (рис. 2!.8). Эту реакцию катализирует пирндоксалевый фермент циег атионин-синтетаза. За 4 ем цистатионин дсзаминируегся и расщепляется на цистсин и з-оксобутират гюд действием еще олног о цирилоксалсвого фермента цистатиоггиназы. Суммарное уравнение этих двух реакций имеет следующий вил: ния мы выбрали два синтеза-ароматических аминокислот и гистидина. Синтез фенилаланина.
тирозина и триптофана у Е,сой идет цо общему пути (рис. 21.9). Первая стадия — конденсация фосфоенолпирувата (промежуточног о продукта гликолиза) с эритрозо-4-фосфатом (промежуточный продукт пентозофосфатного пути). Образующийся семиуглерадный сахар теряет фосфорильную группу и циклизуется с образованием 5-дегидрохинной кислоты. Дегидразация дает 5-дегидрошнкимат, который восстанавливается с помощью )4)АЮРН до игикимата (рис.
21.10). Затем еще одна молекула фосфоенолпирувата конденсируется с 5-фосфошикиматом: жаяенозмл- метноннн Активная Ати . СН, мегноннн зкцгенознгл | гомоцнетенн н,о Гомоцнегеин — СН, Рис. 21.7. Цикл акгнвированной могильной ~руины. О. "С вЂ” С вЂ” СН,— СН, 5Н+ Нн,' Гомамнетамн Серна 239 Гомоцистеггн + Серии Цистеин -л ц-Оксобутират. Обратите внимание, что атом серы цистснна происходит из гомоцистеина, тогда как углеродный скелет — из серина. На этом мы закончим обсуждение биосинтеза заменимых аминокислот. Образование гирозина путем гидроксилирования фенилаланина рассматривалось ранее (разд. 18.1б) 21.9. Шикимат м хоризмат— промежуточные продукты бносинтеза арома- тических аминокислот Теперь обратимся к биосинтезу незаме- нимых аминокислот, пути образования ко- торых горазло сложнее, чем пути образова- ния заменимых аминокисло~. Для обсужле- О Н г г С вЂ” С вЂ” СН вЂ” СН вЂ” 5 О нн Цнетатмоннн 0 НН4+ С С СН вЂ” СН +Н5 г О о а Окоовутмрет Цнотенн Рмс.
21.8. Синтез цистеина. 21. Биосинтез аминокислот и гема Эрмтроэоофээофвт Феофоеноянмруаат Шнкнмат Хермзмвт префенат Янтранняат О но он ,у -Π— Р— Π— СН7 С--С вЂ” С Н О Н Н + Н,С=С вЂ” СОО- Π— Р=О О Фоофоенонмнрузат Эрнтразо Ьфосфат ОН СОО СОО Соо- Ьяагмдрохммат О .е Π— С НО' ОН О, ОН ОН ОН Шнкнмат ЬЯегмдрооаэнмат 1 Фенмнананмн тнроэнн Трмнтофам Рис. 2!.9. Путь биосинтеза ароматических аминокислот у Е. со!!. образовавшийся продукт теряет фосфатную сруппу и превращасзся в харизмит. После образования харизмата путь биосинтеза раздваивается. Проследим вначале ветвь синтеза префената (рис.
21.11). О Хорнэмвт 3 анооонруамнвмэнмат. в.фоофвт Рис. 21.10. Синтез харизмата, промежуточного продукта в биосинтезе фенилаланина, тирозина и триптофана в клетках Е со!!. Часть П1. Биосинтез 240 предшественников макромолекул В реакции, катализируемой мутазой. хорнзмат превращается в префенат, непосредственный предшественник ароматического кольца фенилаланина и тирознна. В результате реакций дсгидратации и декарбоксилирования префената образуется фенилпирувапь Кроме того, окислигельное декарбоксилирование префената дает и-гидраксифелилпируват, Эти и-оксокислоты полвергаются переаминированию, образуя феиилалинии н тирозии соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
