Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 100
Текст из файла (страница 100)
На этом основан тест на недостаточность фолиевой кислоты; после нагрузки гистиднном в моче обнаруживается Х-формиминоглутамат. Метаболические нарушения катаболизма гиетидвиа. Гистидииемия — метаболическое нарушение катаболизма гистидина, обусловленное дефицитом фермента гистидазы (рис. 31.4), наследуется по аутосомно-рецессивному пути. Свыше половины больных гистидинемией характеризуются умственной отсталостью и дефектами речи.
Наряду с повышением уровня гистидина в крови и моче наблюдается также возрастание экскреции имидазолпирувата (при проведении цветной реакции с феррихлоридом следует иметь в виду, что окраску дает также фенилпируват, поэтому иногда ошибочно ставят диагноз «фенилкетонурияи), Метаболической причиной гистидинемии является недостаточная активность гистидазы в печени, вследствие этого замедляется превращение гистидина в уроканат (рис. 31.4). В этом случае создаются благоприятные возможности для реализации альтернативного метабо- Рис.
3!.4. Катаболическое нреврагиение Е-гистилина с образованием а-кетоглутарата. Н,фолат-- тетрагилрофолат. Реакция. катализируемая гистнлазой. является вероятным местом мстаболичсско~о нарурнення ори гистидйнемии. -о, сн, сн ос сн 11 о 322 Г'.аава 31 лического нуги, гистидин вступает в реакцию переаминирования и превращается в имидазолпнруват; избыток последнего экскретируется с мочой. В моче пациентов с гистидинемией обнаружены также продукты превращения Имидазол пиру вата — нмидазолацетат и имидазоллактат. В норме содержание гистидина в моче достаточно велико, и его легко детектировать.
Заметное повышение содержания гистидина в моче может служить характерным тестом на нормальную беременность, в то же время содержание аминокислоты не повышается, когда беременность сопровождается возрастанием кровяного давления. Повышенное выделение гистиднна при беременности не следует рассматривать как результат нарушения метаболизма этой аминокислоты. Наблюдаемые явления можно объяснить изменением функции почек при нормальной беременности, а также при беременности, сопровождающейся пшертонией. Следует отметить, что в период беременности повышается экскрецня не только гистндина, но и ряда других аминокислот.
АМИНОКИСЛОТЫ, ОБРАЗУЮЩИЕ ПИРУВАТ Глнцин 1=Цнстин 1;Серии Ь-Алании — Пнруват — Ь-Цнстеин Ацетнл-Со А Глиции В число амфиболнческих ннтермедиатов, образующихся из глнцнна, входят пнруват, СО, и Х'-, У'-метилентетрагидрофолат. При образовании пирувата из глицина последний сначала превращается в серии в результате реакции, катализнруемой серингидроксиметнлтрансферазой (рис.
31,5), а затем из сернна образуется пируват (реакция катализн- Ниже приведена общая схема превращения углеродного скелета аланина, цистенна, глнцнна, треонина и серина в пируват. В состав пирувата включаются все атомы углерода глнцина, аленина, цнстенна и сернна и только два атома углерода треоннна. Далее пируват может превращаться в ацетал-СоА. Ь-Треонин Метил ай нафояа и"з ! сн о с й о Рис, 31.5.
Легко обратимая реакция, кагализируемая сериигидроксиметилтоаисферазой. Н 4фолат — тетрагидро- фолат. руется сериндегндратазой) (рис. 31.7; см. также следующий ниже раздел «Серии»). Главный путь катаболизма глицина у позвоночных — 'это катализируемое глицинсинтазным комплексом превращение, в результате которого образуются СО, и ИН",', а метнленовая группа переносится на тетрагидрофолат с образованием Х'-, Х®'- метилентетрагидрофолата. Эта обратимая реакция (рис. 31.6) напоминает превращение пирувата в ацетил-Со А ферментами пируватдегидрогеназного комплекса. Оба комплекса находятся в митохондрнях печени н представляют собой макромолекулярные агрегаты. Реакция расщепления глицина протекает в печени болыпинства позвоночных, включая человека и других млекопитающих, а также птиц и рептилий.
По-видимому, у человека и многих других позвоночных эта реакция является основным путем катаболизма не'только глицнна, но и серина (см. ниже раздел «Серии»). Метаболические нарушения катаболизма гликина. Ниже рассматриваются два вида нарушений метаболизма глицина. А. Глинииурия. Глицинурия наблюдалась лишь в одной семье. Она характеризуется повышенной экскрецией глицина с мочой н ассоциируется с тенденцией к образованию оксалатных камней в почках, при этом содержание оксалата в моче остается в пределах нормы. Глицинурия, по всей видимости, наследуется как доминантный признак, сцепленный, вероятно, с Х-хромосомой.
Уровень содержания глицнна в плазме остается нормальным, тогда как количество глицина, экскретируемого с мочой, достигает 600 — 1000 мг.сут-'. Это позволяет сделать заключение, что глнцинурия связана с нарушением реабсорбцви глицнна в почечных канальцах. Б. Первичная гипероксалурия. Первичная гипероксалурия характеризуется постоянно высокой экскрецией оксалата с мочой, независимо от поступления оксалата с пищей. При развитии болезни наблюдается прогрессирующее двустороннее образование оксалатных камней в мочевыводяших путях; Катаболизм углеродного скелета аминокислот 323 Нафолат Нв — 1Ч1О -Нафолат 1ЧН 3 12+ 1ЧН4 + ИАОН+ Н + ЙАО 'с, ~0 С ц 0 Глицин Рис. 31.6.
Обратимое расщепление глицина митохондриальным глицинсинтазным комплексом. Р~Р пиридоксальфосфат. Алании В результате переаминирования 1.-аланина (рис. 31.7) образуется пируват, который далее может декарбоксилироваться с образованием ацетил-СоА. Вероятно, по тем же причинам, которые были рассмотрены при обсуждении катаболизма глутамата и аспартата, метаболических нарушений катаболизма а-аланина не обнаружено. Серии Превращение серина в пируват, катализируемое сериндегидратазой (пиридоксальфосфатсодержашим белком), включает элиминирование воды и гид- нн+ 1 3 н о Н 0 2 О 01и КГ и 1 НЗС С юЬ''~ Ф Н С ~'С,ГО ,,Н 1! 0 Сериндегидратаза 4 + ра аминаза 0 1.- Алании Ь-Серии Рис.
31.7. Превращение аланина и серина в пируват. Алании-трансам иназа и сериндегидратаза в качестве кофактора используют пиридоксальфосфат. В результате реакции, катализируемой сериндегидратазой, происходит элиминирование Н,О из серина, приводящее к образованию ненасыщенной аминокислоты. Последняя перегруппировывается в аиминокислоту, которая подвергается спонтанному гидролизу с образованием пирувата и аммиака. Таким образом, в уравнение суммарной реакции, катализируемой сериндегидратазой, вода не входит. О1п — глутамат, аКà — а-кетоглутарат 3 ! 2 И с Ф сСГО Н СГС .С .О НЗС я О 0 далее развивается нефрокальциноз и рецидивирующая инфекция мочевыводящих путей.
Летальный исход наступает в детском или молодом возрасте от почечной недостаточности или гипертонии. Избыток оксалата, очевидно, имеет эндогеиное происхождение; вероятно, он образуется из глицина (при дезаминировании последнего образуется глиоксилат— предшественник оксалата). Метаболический дефект, как полагают, состоит в нарушении метаболизма глиоксилата, точнее его превращения в формиат или (путем пераминирования) в глицин.
В результате избыток глиоксилата окисляется до оксалата. Вероятно, наследственное нарушение метаболизма— первичную гипероксалурию — можно объяснить сочетанием недостаточности глицин-трансам иназы и нарушения окисления глиоксилата в формиат. ролитическое удаление аммонийной группы из образующегося интермедиата (рис. 31.7). Печень крысы и морской свинки богата сериндегидратазой; у этих видов превращение серина в пируват при участии данного фермента имеет существенное физиологическое значение, в то время как у человека и многих других позвоночных серии деградирует преимущественно с образованием глицина и Х', 1х1"- метилентетрагидрофолата.
Эта реакция катализируется серин-гидроксиметилтрансферазой (рис. 31.5). Дальнейший катаболизм серина идет по пути катаболизма глицина (рис. 31.б). Цистин Подобно азоту и углероду, сера совершает в биосфере непрерывный кругооборот, который осуществляется за счет метаболической активности прокариотических и эукариотических организмов. Млекопитающие не имеют систем перевода серы в органическую форму; они участвуют в кругообороте, осуществляя катаболическое превращение органических соединений серы в неорганические. Например, человек экскретирует приблизительно 20 — 30 ммоль серы в сутки, из них по меньшей мере 80% приходится на неорганический сульфат.
Главный метаболический пуп цистина у млекопитающих — превращение в цистеин в результате реакции, катализируемой цистинредуктазой (рис. 31.8). Далее катаболизм цистина совпадает с катаболизмом цистеина (см. ниже). нн' Цистин. з реку ктаза сн о2 СН2 С ! !! НАОН+ Н+ НАО+ 1 -Цистин Рве. ЗЬЗ. Реакция, катализируемая цистинрслуктазой. Ци стени Цисгеин у млекопитающих катаболизирует по двум основным путям: по прямому окислительному (цистеинсульфинатному) пути и по пути переаминирования (3-меркаптопируватному) (рис. 3! .9). Первоначально предполагали, что имеется еще и третий Ь-Циствнм Ь-Цистеин диоксигвназ е-Кетокислота е-Аминокислота С О м и-Аминокислота калтолируват плируват) О тдвгидрогемаза д-Суль иниплирув ДесульФиназе ~. аоэ О а ОН НС~ С я и 1 з О О н5 О Пируват Пируват 3-Меркиттопактат Рие.
ЗЬ9. Катаболизм Ь-цистеина по пути прямого окисления (цистеинсульфинатнмй путь, слева) и переаминирования (3- меркаптопируватный путь, справа). ~3-Сульфинилпируаат помещен в скобки, так как образование этого иитермедната экспериментально не доказано. Окисление сульфита в последней реакции прямого окислительного пути катализируется сульфитоксидазой. ин з сн,, о Н2С с ! и з о Вфд -о "сн ~ с сн 1 нн+ з С С '1 И 05 О Ь-Цистеинсульфинат и-Кетокислота путь с участием цистеиндесульфгидразы, который, как было показано, функционирует у бактерий. Однако маловероятно, что этот путь функционирует у млекопитающих, поскольку в их тканях активность цистеиндесульфгидразы не обнаружена.
А. Прямой окиелительиый путь катаболизма Еатааалнхи гглерадноса скелета аминокислот 325 цнстеипа. Превращение цистеина в цистеинсульфинат (рис. 31.9) катал изируется цистеиндиоксигеназой — ферментом, функционирующим при участии Ее" и МАО(Р)1-1. Дальнейший катаболизм цистеинсульфината включает, вероятно, переаминирование с образованием р-сульфинилпирувата. Возможно, что трансаминаза тканей млекопитающих, использующая цистеинсульфинат как лонор аминогруппы, идентична классической глутамат:аспартат трансаминазе. Следует, однако, отметить, что предполагаемый продукт трансаминирования р-сульфинилпирува г пока еше не был идентифицирован в системе катаболизма цистеинсульфината. Превращение постулируемого интермедиата р-сульфинилпирувата в пируват осуществляется, вероятно, неферментативным путем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
