Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 95
Текст из файла (страница 95)
В данном случае речь идет о соответствии содержания незаменимых аминокислот в пищевом белке содержанию их в синтезируемых белках. Независимо от источника аминокислот все те аминокислоты, которые сразу же не входят в состав нового белка, быстро распадаются, т.е. избыток аминокислот не запасается. Следовательно, излишнее потребление аминокислот бесполезно: хотя избыточные аминокислоты подвергаются катаболизму с выделением энергии, эту функцию более эффективно выполняют углеводы и липиды. Для описания метаболизма азота в диетологии и медицине широко используется ряд терминов Азотистый баланс означает разность между общим количеством азота, поступившим в организм человека (или другой организм), и общим количеством экскретируемого азота.
Если азота поступает больше, чем экскретируется, говорят, что данный индивидуум имеет положительный азотистый баланс. Важные примеры: период роста и беременности; азотистый баланс положителен как у здорового растущего Катаооаизи азота иминокас тот ребенка, так и у здоровой беременной женщины. Взрослый человек в норме находится в состоянии азотистого равновесия: потребление азота уравновешивается его выделением в составе фекалий и мочи. В состоянии отрицательного азотистого баланса количество выделяемого азота превышает количество азота, потребляемого организмом. Важным примером служат больные, потребляющие недостаточное количество азота с пищей (например, при квашноркоре); такое же состояние наблюдается прн прогрессирующих формах рака и и ряде случаев в послеоперационном периоде.
а-Аминокислота а-Кеток непота Переаминировани Ь-Глутамат а-Кетотлутарат Окислителъное лезаминирование Аминокислоты, поступающие в организм в количествах, превышающих потребности, связанные с биосинтезом белков, не могут запасаться, однако они и не удаляются из организма в неизмененном виде. Аминогруппы избыточных аминокислот отщепляются в процессе переаминирования нли окислительного дезаминирования, а углеродный скелет переходит в состав амфиболических интермедиатов. У некоторых организмов (рыб) конечным продуктом катаболизма азота является свободный аммиак; такие организмы называют аммоиотелическими.
Другие организмы (птицы и земноводные) выделяют азот в виде мочевой кислоты, их называют урикетелическими. Организмы млекопитающих выделяют азот в виде мочевины и называются уреотеличес кими. Аммпак токсичен для центральной нервной системы. Механизм токсического действия не совсем ясен, но, по-видимому он связан с обращением реакции, катализируемой глутаматдегндрогеназой (см. ниже), в результате уменьшается количество акетоглутарата. Мочевая кислота и ее соли очень слабо расгворимы в воде и осаждаются в тканях и межтканевых жидкостях при концентрациях выше нескольких миллиграммов на 100 мл. Следовательно, к этим конечным продуктам метаболизма азота высшие организмы не являются достаточно толерантнымн.
Поэтому человек и другие млекопитающие преврашают конечные продукты азотистого обмен» в высокврастворимое иетоксичиое соедииение— мочевииу. и 3 Цикл мочев О 3 Неге — С вЂ” ННа Мочевина Биосинтез мочевины удобно разделить на 4 стадии". 1) переаминирование, 2) окислнтельное дезаминирование, 3) транспорт аммиака и 4) реакции цикла мочевины. На рис. 30.2 представлена схема катаболизма аминокислотного азота. Хотя каждая из приведенных выше стадий играет определенную роль Китаболизм аминокислот Рис.
30.2. Поток азота в ходе катаболизма аминокислот. Хотя изображенные здесь реакции являются обратимыми, они представлены как однонаправленные, чтобы подчеркнуть направление потока метаболитов в процессе катаболизма аминокислот у млекопитающих. н в процессах биосннтеза аминокислот (см. гл. 24), в данной главе мы будем их рассматривать с точки зрения катаболизма аминокислот. ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ Переамннирование, катализнруемое ферментами трансамииазами (амииотраисферазами), представляет собой взаимопреврашение пары аминокислот и пары кетокислот. Обычно это а-аминокислоты и акетокнслоты (рис. 30.3).
Пиридоксальфосфат является обязательным компонентом активного центра трансаминаз и многих других ферментов, для которых субстратами служат аминокислоты. Во всех пиридоксальфосфатзависимых реакциях аминокислот начальной стадией является образование связанного с ферментом интермедиата — шиффова основания. Интермедиат стабилизируется путем взаимодействия с катионной областью активного центра; далее он перестраивается с освобождением кетокислоты и образованием связанного с ферментом пиридоксаминфосфата. Связанная аминоформа кофермента может затем взаимодействовать с кетокислотой, образуя аналогичное шиффово основание. Таким образом, в процессе переаминировання кофермент выполняет роль переносчика аминогруппы. Поскольку константа зоб Гзивт! 30 О !! й С и О О й С я О О !! й" С О и О СН О й С !! О Рнс.
30.3. Переаминированне. В реакции участвуют две а- аминокислоты и две а-кетокислоты. В переаминированни могут участвовать не только и-амино- или и-карбонильные группы, но такие случаи относительно редки. Реакция легко обратима. константа равновесия близка к единице. равновесия для большинства реакций переаминирования близка к единице, переаминирование является легко обратимым процессом.
Это позволяет трансаминазам функционировать и в процессах катаболизма, и в процессах биосинтеза аминокислот. В большинстве тканей млекопитающих имеются две трансаминазы: алании-пируват — трансамнназа (аланииовая транеамииаза) и глутамата-кетоглутарат — трансаминаза (глутаматтрансамииаза). Они катализируют перенос амнногрупп от большинства аминокислот с образованием аланина (из пирувата) или глутамата (из акетоглутарата) (рис. 30.4).
Каждая трансамнназа специфична к определенным парам амино- и кетокислот. Поскольку алании может служить также субстратом глутаматтрансаминазы, амннный азот всех аминокислот, участвующих в переаминировании, может переходить в состав глутамата. Это очень важно, так как 1 глутамат является единственной аминокислотой в тканях млекопитающих, которая может с существенной скоро- а-Аминокислоте Пируает а-Кетокислоте !.-Аленин а-Кетоглутарет а-Аминокислоте !.- Глутемет а-Кетокислоте Рис.
30.4. Действие алании-трансаминазы (вверху) и глута- мат-трансаминазы (внизу) стью подвергаться окислительиому дезамииированию. Таким образом„при образовании свободного аммиака из а-аминогрупп аминокислот он переходит главным образом в состав а-аминогруппы 1.- глутамата.
Большинство аминокислот (но не все) являются субстратами трансаминаз. Исключение составляют лизин, треонин и циклические иминокислоты пролнн и гидроксипролин. Переаминирование не ограничено только а-аминогруппами. Легко вступает в реакцию также б-аминогруппа орнитина (но не ваминогруппа лизина), при этом образуется глутамат-у-полуальдегид (см. рис. 31.3). При некоторых заболеваниях наблюдается повышение концентрации трансаминаз в сыворотке (см.
Приложение). ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ В печени и почках млекопитающих происходит окислительное превращение многих аминокислот в соответствующие кетокислоты. Большая часть активности в отношении Ь-а-аминокислот обусловлена сопряженным действием тра нсаминаз и 1 глутаматдегидрогеназы, однако в печени и почках млекопитающих имеются также оксидазы 1: и Р- аминокислот; эти оксидазы имеются и у многих других животных и микроорганизмов. Однако не вполне ясно,.какую физиологическую функцию выполняют оксндазы 1= и Р-аминокислот в тканях млекопитающих.
Оксидазы аминокислот являются автоокисляемыми флавонротеинами, т.е. восстановленные ГМХ или ГАВ окисляются непосредственно молекулярным кислородом (без участия цитохромов и других переносчиков электронов) с образованием перекиси водорода (Н,О,) (рис. 30.5). Токсичный продукт Н,О, далее расщепляется на О, и Н,О каталазой, широко распространенной в тканях (особенно много ее в печени). В отсутствие каталазы образующаяся акетокислота может декарбоксилироваться неферментативным путем перекисью водорода (Н,О,) с образованием карбоновой кислоты, имеющей на один атом углерода меньше. Впрочем, представляется маловероятным, чтобы такое декарбоксилирование играло какую-то роль в интактных тканях человека.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
