Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 65
Текст из файла (страница 65)
В присутствии одной синтетазы образуется симметричный продукт уропорфириноген 1. Косинтетаза необходима для изомеризацин одного нз пиррольных колец и образования асимметричного уропорфириногена 111. Теперь скелет порфирина готов, Последующие реакции модифицируют его боковые цепи и повышают его непредельность (рис. 21.21), Копропорфиринагеи (П образуется при декарбокснлировании боковых ацетатных цепей. После образования двойных связей в порфириновом кольце и превращения двух боковых цепей пропио- ЮОО ° оо- «Н «нт я)нт Н Н~ те Он сн, Ф. н сн гво Распределение метки в геме, синтезированном из глицнна и ацетата.
Атомы азота (показаны синим цветом) происходят из аминогруппы глипина. Атомы углерода имеют следующее происхождение: показанные желтым цветом — из и- углеродного атома глицина, зеленым — в основном из углерода метнльной группы ацетата и красные- из карбоксильной ~руины ацетата.
новой кислоты в винильные группы возникает пролтопорфирип 1Х.Наконец, после хелатирования железа образуется ген †про- 21. Биосинтез аминокислот и гема ° ° ИВ 6 ° ИИ Н Н~ Н Н1 Н Н2 Н Пееееммя таараеееае5 (певмпеаееемвтвн1 Уваеаафереветее 1и в НаС НС— — н Н ° Н Н Н Н в Н Н Н НН Н Н каееававйтр а тт ПвтаваВФеаее 1Х Рнс. 21.21, Путь синтеза тема из порфобилиногена.
(Сокращения: А — ацегат; М вЂ” метил; П вЂ” пропиона1; В-винил.) стетическая 1руппа таких белков, как миоглобнн, гемоглобин, каталаэа, пероксилаза и цитохром с. Связывание ферраформы железа катализируется феррахела1пазай. Железо переносится в плазме крови трансфвррином — белком, связывающим два ферри- иона, и запасается в тканях внутри молекул ферритина. Большая внутренняя полость этого белка (диаметр около 00 А) может содержать до 4500 ферри-ионов. Было выявлено несколько факторов, регулирующих биосинтез гема у живогных. бЛминалев>линат-гинтаза, фермент, катализирующий первую решающую реакцию эпюго биосинтетическога пути, ингибирувтсл по типу обратной связи ге.иом, так же как бамннолевулинат-дегидратаза и феррохелатаза. Кроме того, регулязорные механизмы действуют и на уровне синтеза ферментов.
Часть И1. Биосинтез 250 предшественников макромолекул Гам подавляет синтез Ь-ал1иналввулинатгинтизы, Недавние исслелования позволяют предположить, что атом железа сам по себе может быть существенным фактором регуляции. 21.15. При некоторых наследственных нарушениях метаболизма порфирпнов происходит нх накопление Известно несколько наследственных нарушений метаболизма иорфирннов. При врозкденной эритраппепшчесхай порфирии пони- жена активность косинтетазы уропорфирнногена П1, изомеразы, катализирующей образование асимметричного изомера при циклизации линейного тетрапиррола. Для синтеза необходимого количества уропорфирнногена П! организм вынужден накапливать огромные количества уропорфириногена 1, симметричного изомера, лишенного какой-либо физиологической роли. Кроме того, накапливаются уропорфирин 1, копропорфирин 1 и другие симметричные производные.
При этом заболевании происходит прежлевременное разрушение эритроцитов. Болезнь наследуется как аутосомный рецессивный признак. Моча больных окрашена в красный цвет из-за выделения большого количества уропорфирнна 1. Зубы больных флуоресцируют ярко-красным светам в ультрафиолетовом свете из-за отложения порфиринов. Кроме того, их кожа обычно очень чувствительна к свету.
Острая пере.иежаюигаяся порфирия — заболевание совсем другого характера. Оно поражает не эритроциты, а клетки печени, н кожа больных обычно нечувствительна к свету. Эта болезнь обусловлена снижением активности урапорфириноген-синтазы н сопровождается компенсаторным увеличением активности 6-аминолевулинат-синтазы. Вслелствие этого концентрации б-аминолевулината и порфобилнногена в печени увеличены, и большое количество этих соединений выводится с мочой.
Острая перемежающаяся порфирия наслелуется как аутосомный доминантный признак. Характерные клинические симптомы — перемежающиеся боли в животе и неврологическне нарушения. Как показывает название заболевания, клинические проявления носят эпизодический характер. Острые прис гулы иногда удается подавить с помощью таких лекарств, как барбитураты н эстрогены. Уропорфнрнногвн ! Рис. 21.22. Пространственная модель протопорфирина (Х, непосредственного предшественника гема. 21.1б. Бнлнверднн и билирубии— промежуточные продукты распада гема Эритроциты человека в норме живут примерно 120 пней.
Старые клетки удаляются нз кровеносной системы и распадаются в селезенке. Глобнн гидролнзуется до составляющихх аминокислот, Первая реакция превращения группы гема в билнрубин (рис, 2123) — расщепление и-метенилавого мастика с образованием линейного тетрапнррола оиливердина. Эту реакцию каталиэирует гем-оксигенизи. Следует отметить две особенности этой реакции. Во-первых, фермент, катализирующий эту реакцию,— монооксигеназа: для расщепления необходимы О, и )ч(АОРН. Во-вторых, углерол метенилового мостика высвобождается в виде оксида углерода.
Этот пут ь зндог еиног о образования связан с особой проблемой, касающейся эволюции переносчиков кислорода (разя. 3,7). Затем центральный метениловый мостик биливердина восстанавливается под действием биливердин-редуктазы с образованием билир»оина. И в этой реакции восстановителем служит )ч(А(3РН. Изменения цвета синяков — наиболее наглядное проявление этих реакций расщепления. Билирубин в комплексе с сывороточным альбумином переносится в печень, где он перевалится в более растворимое состояние благодаря присоединению остатков сахара к его пропионатным боковым цепям. Эти со- 251 Уропорфнрнногвн ГГ! 21. Биосинтез амвнакислот и гема ган О» + НАОРН Н,О т НАОР Н Н Н Н Н Н Бннианрднн уеларада АОРН + Н' НАОР 1 ! ! ! Н Н Рис. 21.23 0 0 С Ьнлнрубнн Н ОН Н Блллрубнн Расщепление»ема до билнрубина.
любилизируюшие остатки сахара представляют собой глюкуроновую кислоту, которая отличается от глюкозы тем, что имеет в положении С-б группу СОО, а не СН»ОН. Конъюгат билирубина и двух молекул глюкуроната, называемый диглюкуронидом билирубина, выделяется с желчью. П1лР-глюкуронат образуетея при окислении»»1»Р-глюкозы. Это — активированпый промежуточный продукт синтеза диглюкуронидо билирубина. Таким образом, атом железа гема вновь включается в цикл превращений, а органический остаток превращается в растворимую форму с разомкнутой цепью, которая выводится из организма. Остаток тлюнуроната а бнлнрубннднтлинуроннда Часть П1.
Биосинтез 252 предшественников млкромолекул Заключение Микроорганизмы используют АТР и сильный восстановитель для превращения Хг в»»НА. Затем соли аммония используются высшими организмами для синтеза аминокислот, нуклеотндов и других молекул. Основными соединениями (»»пунктами входа»), в составе которых ХНА вводится в промежуточный метаболизм, являются глутамин, глутамат и карбамоилфосфат. Организм человека способен синтезировать лишь половину основного набора двадцати аминокислот. Эти аминокислоты называются заменимыми в отличие от незаменимых, которые обязательно должны поступать с пищей. Пути биосинтеза заменимых аминокислот очень просты. Глутамат-легидрогеназа катализирует восстановительное аминирование а-оксоглутарата с образованием глутамата.
Алании и аспартат синтезируются путем трансаминирования пирувата и оксалоацетата соответственно. Глутамнн синтезируется из ХНА н глутамата, сходным образом образуется и аспарагин. Пролин синтезируется из глутамата. Серии, образующийся из З-фосфоглицерата,— предшественник глицина и цистеина. Тирозин синтезируется путем гидроксилирования незаменимой аминокислоты фенилапанина. Пути биосинтеза незаменимых аминокислот гораздо сложнее, чем заменимых. Эти пути в большинстве своем регулируются путем ингибирования по типу обратной связи, когда решающая реакция аллостерически инги- бируется конечным продуктом.
Регуляция глутамин-синтетазы Е. сой — наглядный пример кумулятивного ингибирования по типу обратной связи и контроля с помощью каскада обратимых ковалентных модификаций. Тетрагидрофолят — переносчик активированных одноуглеродных групп; он играет важную роль в метаболизме аминокислот и нуклеотидов. Этот кофермент переносит одноуглеродные фрагменты с различной степенью окисления, которые способны к взаимопреврашениям: наиболее восстановленная форма — метильная группа, наиболее окисленные — формильная, формиминои метенильная группы, группа с промежуточной степенью окисления-метилен. Основной донор активированных метильиых групп-б-аденозилметионин, который синтезируется путем переноса аденозильной группы АТР на агом серы метионина.
Е-аденозилгомоцистеин образуйся в результате переноса активированной метиль- ной группы на акцептор. Он распадается на аденозин и гомоцистеин, который затем метилируется с образованием метионина; тем самым завершается цикл активированной метильной группы. Аминокислоты — предшественники различных молекул. Порфирины синтезируются из глипина и сукцинил-СоА, конденсирующихся с образованием б-аминолевулината. Молекулы этого промежуточного продукта конденсируются друг с другом, образуя порфобилиноген. Четыре молекулы порфобилиногена соединяются в линейный тетрапиррол, который циклизуется и дает уропорфириноген ! П, Окисление и модификации боковых цепей приводят к образованию протопорфирина 1Х, который присоединяет атом железа и становится гемом.
б-Аминолевулинат-синтаза — фермент, катализирующий решающий этап этого биосинтетического пути, ингибируется по типу обратной связи гемом. (БСгнь)ь)': а зупйейс арргоасЬ го йс то1уьдепшп ьие )п ппгойспаье. 3. Ат. СЬепг. Бос., 100, 4630-4632.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Метаболизм олнауг леродных соелинений Ииьй С., 1979. Епгутадс Кеасйоп Ме!аЬогатз, Егеетап. (Гл. 25 зтой книги прслставляет собой цреаосхолнос описание механизмов реакций метаболизмаа олиоуглералных сое инений.) Кгд!гу И'Р., О)гйеь ОЗ., Ибод ДМ., !977. В)оте!Лу)а!гоп оГ гохк е)егпепь гп 1Ье епягоппкпг, зскпсе, 197, 329-332 Биосинтез аминокислот и его регуляция 5годгмил Е. Я, Стйигд А., !974 ТЬе 81шапппе ьупйегазе о1 Еьсйеисыи саь; атис!иге аод соп!го) !п Воуег Р.О. (ед ), Тье Епгутез (Згд ед.), го!. 10, рр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
