Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 106
Текст из файла (страница 106)
Гоарег А.ХЕ.. ВюсЬепив!гу оГ гЬе ви!Гпг-соп!ат!п8 ат!по ас!дв, Аппп. Ке~. ВюсЬепь.„1983, 52, 187. Ре118 Р. Апипо асЫ тегеЬоЬвт (п тап, Аппп. Кег. ВюсЬет., 1975, 44, 933. Ргйпгег б. И'. Ат!попс(диг!ев дне го д(вогдегв оГ тегаЬойяп. (2 раггв), И. Епк!. 3. Мед., 1973, 289, 835, 895. Рахтп Я..
Нгвтй Я. !. 1во1айоп оГ гаЬЬ!! Ъчег ЬгапсЬед сЬа!и а-(ге!оас1д деЬудгояепвве апд ге8п!и!!оп Ьу рЬоврЬогу(а!!оп„3, Вю1. СЛет., 1982, 257, 14433. Рахвп Я., Ногти Я.А. Ке8и(а!!оп оГ ЬгапсЬед-сЬа(п а1сегоас!д деЬудго8епвве !г!паве, АгсЬ. ВюсЬет ВюрЬув, 1984, 231, 48. Ковеибегя 1.Е., Ясйгег С. В. 13!вогдегв оГ апнпо ас!д тегаЬо- 1!яп, СЬаргег 11.
1п: Ме!аЬо1Ы Сои!го! апд О!веаве, Вопду Р. К., КовепЬег8 1.. Е.(едв), Баипдегв, 1980. ЯсЬпагг К А С!!п!са! Сотрагпоп го ВюсЬеписа1 8!ид!ев, Егеегпап, 1978. БгапЬшу,Г.В. ег а1.. Ге~Ь), ТЬе Ме!аЬо1!с Вев!в оГ 1пЬеп!ед 01- веаве, 5гЬ ед.; Мс!Зги-НВ1, 1983. И'е11пе«!3., Ыеигег А.
А зигчеу оГ !пЬогп еггогв оГ апипо асЫ тегаЬо1!зт апд ггапврогг т твп, Аппп. Кег. ВюсЬет., 1981, 5О, 911. Глава 32 Превращение аминокислот в специализированные продукты Виюиор Родуэлл ВВЕДЕНИЕ ГЛИЦИН Синтез гема БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ Синтез нурннов Аминокислоты являются основным источником азота для животных и служат предшественниками ряда других азотистых соединений. Поскольку большинство этих соединений уже не являются аминокислотами, процессы их образования протекают по метаболическим путям, которые рассматриваются в других разделах книги. К числу физиологически важных продуктов, образующихся из аминокислот, относятся гем, пурины, пиримидины„гормоны и нейромедиаторы, в частности, биологически активные пептиды. Кроме того, многие белки содержат аминокислоты, модифицированные для выполнения определенной функции, например для связывания кальция, для образования поперечных сшивок; в этом случае исходные амннокислотные остатки в соответствующих белках являются предшественниками модифицированных аминокислот.
Наконец, имеются небольшие пептиды или пептидоподобные молекулы, синтез которых идет без участия рибосом, выполняющие в клетках специфические функции. К специфическим соединениям, синтезируемым из аминокислот и представляющим большой интерес для медицины, относится гистамин. Он представляет собой биологически активный амин, образующийся путем декарбоксилирования гистидина, и играет центральную роль во многих аллергических реакциях у человека. К образующимся из аминокислот специфическим нейромедиаторам относятся уаминобутират (предшественник — глутамат); 5- гидрокситриптамин (серотонин, предшественник— триптофан), а также дофамин, норадреналин и адреналин (предшественник — тирозин). Для понимания принципов функционирования мозга необходимы, в частности, более детальные сведения о действии нейромедиаторов.
Следует также иметь в виду, что многие лекарственные препараты, используемые для лечения неврологических и психических заболева- ний, влияют на метаболизм указанных нейромедиа- торов Атомы а-углерода и азота глицина используются для синтеза порфиринового кольца гемоглобина (см. гл. 33). Источником азота пиррольного кольца является азот глицина, а источником соседнего углерода — а-углерод глицнна. а-Углерод последнего служит также источником атомов метиленовых мостиков между пиррольными кольцами. В ксукцинат-глицииовом цикле» (рис.
32.1) сукцинил-СоА конденсируется с атомом а-углерода глицина, образуя а-амино-р-кетоадипат. Сукцинил-СоА поступает из цикла лимонной кислоты. а-Амино- Р- кетоадипат декарбоксилируется и превращается в Ь- аминолевулинат — предшественник порфирина; он превращается также в сукцинат и а-кетоглутарат (а- КГ), которые возвращаются в цикл лимонной кислоты. Нарушения метаболизма тема будут обсуждатъся в гл. 33. Молекула глицина целиком используется для синтеза пуринов, поставляя атомы углерода в положения 4, 5 и 7 пуринового остова (см. гл. 35). Образование глнцнновых конъюгатов При конъюгировании глицина с холевой кислотой образуется гликохолевая кислота. С бензоатом глицин образует гиппурат (рис.
32.2). Количественная оценка способности печени превращать бензоат в гиппурат использовалась ранее в качестве теста на функцию печени. Цикл лимонной кислоты Ь-Аминопееулинат Н20 6ОР+ Р! )О) А«ЗН НЗ а.Кетоглутаралъдегид СОО ! )сн,), Сукцинат- полуаледегид О МО-АОР«Р, О В-сеА Бел зоил-СоА Глицйн О и С „С)е, ОЙ 3 О Гиппурат )сн ) СОО Сукиинат Рис. 32.2. Биосинтез гиппурдта. СОО ! )сн,), с=о н — с ин соо! )СН2)2 ! Село — 4~ Порфирины ! СОО- НАО+ НАОН+ Н+ ! 4сн ) 22 а-Кетоглутарат 6=0 Н2О Рис. 32.). Сукпинат-глицииолый пикл. Сиитез квентина Саркозиновый компонент креатнна (Х- метнлглицин) образуется в результате реакции глицнна с Б-аденознлметионином.
На долю аланина н глицина приходится значительная часть аминного азота в плазме человека. Алании является главным компонентом клеточных стенок бактерий, частично в виде О-изомера; содержание последнего составляет 39 — 56% у Юггергососсил Гаеса1и и б7% у Бар)!у1ососсш аигеию. ))-АЛАНИЯ Свободного ))-аланина в тканях мало; значительно большее количество его находится в составе )3- аланилдепептидов )см, ниже) и кофермента А )см. рис. 17.6). 345 Пре«ро«к«ие ««о«ок«ело<и е < пец«о<«з«ро«о««ые продукты Биосинтез Катаболазм + ~(сн,), и ин сн, с И Гапер +алааиаемиа Эрготионеим И1з к мн+ сн с О Кврнозин + йН Й ЙН2 ! сн, с О Биосинтез Гомокарнозин В микроорганизмах ~3-алании образуется путем а-декарбоксилирования аспартата; в тканях млекопитающих он в основном является продуктом катаболизма урацила (см.
рис. 35.17), карнозина и ансерина «рис. 32.3). Катаболизм ~3-аланнна в тканях млекопитающих включает его переаминирование с образованием малонат-полуальдегида, который далее окисляется до ацетата, а затем до СО,. Это редкое метаболическое нарушение характеризуется повышенным содержанием свободного ~3- аланина в плазме, спинномозговой жидкости и в моче, а также в тканях мозга, почек, печени и в скелетной мышце.
Повышается также содержание таурина и р-аминоизобутирата. 13-АЛАНИНОВЫЕ ДИПЕПТИДЫ Основная часть |3-аланина в организме человека находится в скелетных мышцах в-составе дипептида карнозина (рис. 32,3). Сходный по строению ~3- аланиновый дипептид ансерин (Х-метилкарнозин или р-аланил-1-метил- Ь-гистидин, рис. 32.3) в мышцах человека отсутствуег, но имеется в скелетных мышцах тех видов, у которых мышцы способны к быстрым сокращениям (мышцы конечностей кролика, грудная мышца птиц). Таким образом, ансерин может выполнять функции, отличные от функций карнозина.
Физиологические функции р-аланил-имидазольных дипептидов не вполне ясны. Возможно, они .выполняют буферные функции и поддерживают рН в скелетной мьшще, сокращающейся в анаэробных условиях. Карнозин и ансерин стимулируют АТР- азную активность миозина ш ч1го. Оба дипептида образуют хелатные комплексы с медью и способствуют поглощению этого металла.
Они, следовательно, могут участвовать в патологическом процессе при болезни Вильсона (см. гл. 7). Карнозин образуется из р-аланина и 1;гистидина в результате реакции с участием АТР, катализируемой карнозинсинтетазой: АТР + Ь-Гистидин + ~3-Алании -+ АМР + РР,. + Карнозин. Ансерин образуется из карнозина (донором метильной группы служит Б-аденозилметионин) в результате реакции, катализируемой Х-метилтрансферазой: Б-Аденозилметионин + КарнозинБ-Аденозилгомоцистеин + Ансерин. В процессе реакции образуется связанный с ферментом р-аланиладенилат.
~Ф~+ й К Н -СН Ои О Анеерин Рис. 32.3. Соединения, родственные гистидину. В прямоугольник заключены фрагменты, образовавшиеся нс из гистиднна. (На рисунке опечатка: следует читать ие «зрготионеим», а кзрготионеин».) 346 Абсорбция р-влапвиовых двпептвдов В ткань почек и знтероциты кишечника карнозин и р-алании поступают при участии мембранных переносчиков, которые отличают один субстрат от другого и оба субстрата от других дипептидов. Способность переносчиков отличать р-алании от карно- зина используется при диагностике болезни Хартнупа †наследственно нарушения транспорта некоторых нейтральных а-аминокислот (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
