Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 67
Текст из файла (страница 67)
20.11. Путь биосиитеза лизина 1через аминоадипиновую кислоту). Номерами, стоятцими около стрелок, обозначены ферменты, участие которых в качестве катализаторов либо установлена, либо предполагается: з — гомопитратсиитаза! у †Ч-гомоакоиитаза; 3 в гомоакоиитатгидратаза; 4 †гомоизоцитратдегидрогеааза; 5 — о-амииоаднйат-глутамзт — амивограисфераза; 6 в о-амивоадвпилполувльдегиддегидрогеивза; У вЂ” амииоадипилполуальдегид-глутамат-редуктазагб †сахарофивдегидрогеиаза. НС=О ! СН2 ! СН, сн, с нснн, ! соан 8-полуельаегид пг-амииазанпиназай кнслави т!!2,нпагн, н н' СООН н,с — нн-сн ! сн, сн, нпо-,н,о сн, сн, з сн, соон ! нснн, СООН свкзрач2ин соон соон соон сн„ СН2 сн, н,о н.о СН, =- СН2 ! 2 ! з НССООН носсоон ссоон ~! носсоон н,ссоон нссоон н гомалимонная час-гамааконн.
гомоизолимонкислагпв пввпя кисловз нвя пискова гн мвтлволизм 862 тат, гомоизоциграт, оксалоглутарат и а-кетоадипат. В результате переамипирования образуется а-аминоадипат, из которого при восстановлении 0!АПРН-зависимым ферментом образуется а-аминоадвпил-(1-полуальдегид. При конденсации последнего с глутаматом образуется е-Ы( ь-глутарил-2)-ь-лизин, называемый сахарофиноль аоскольку он является промежуточным продуктом в синтезе лизина у 5ассйаготусез. В результате восстановительной и гидролитической реакций сахарофин превращается в лизин и а-кетоглутарат.
Путь биосинтеза показан на рис. 20.11. 20.4Л.!0. Феннлалнннн н таронна Четыре углеродных атома ароматического кольца этих аминокислот поставляются эритрозо-4-фосфатом; остальные два углерода кольца, а также углероды боковой цепи поступают от фосфопирувата. Исследования, проведенные с помощью меченых предшественников, а также идентификация продуктов, накапливающихся в среде при росте мутантных штаммов, у которых оказались блокированными различные стадии синтетического пути, позволили установить общую схему биосинтеза, приведенную на рис. 20.12.
Как показано на рисунке, на стадии хоризмовой (греч. — разветвляться) кислоты происходит разветвление путей синтеза ароматических аминокислот; образование антранилата ведет к синтезу триптофана (см. ниже), в то время как префенат является предшественником фенилаланииа и тирозина. Последний образуется у млекопитающих путем гидроксилирования фенилаланина (равд. 21.4.2.4), эта реакция происходит также у некоторых микроорганизмов. Два фермента, катализирующие образование первого продукта синтетического пути (рис. 20.12) 3-дезокси-2-кето-7-фосфо-оарабипо-гептулозоновой кислоты, были выделены из экстрактов Е.
со!!. Один из них ингибируется фенилаланином и триптофапом, а другой — тирозином; последний, кроме того, репрессирует синтез тнрознн-чувствительного фермента. У В. Зиу!!!!з 3-дезокси-2- кето-7-фосфо-и-арабино-гепгулозонаг — синтаза проявляет свойства аллостерической системы, которая ингибируется префенатом и хоризматом; эта система является. следовательно, еще одним регуляторным механизмом, функционирующим по механизму обратной связи. Таким образом, первая стадия разветвленного процесса биосинтеза ароматических аминокислот является объектом множественной регуляции. Кроме того, у Ба!топе!!а !урп!тиг1ит первые две реакции, специфичные для синтеза фенилаланина, а именно те, которые катализируются хоризматмутазой и префенатдегидратазой соответственно (рис.
20.12), являются объектом торможения фенилаланином (по типу обратной связи). Реакции 2 — 6 (рис. 20.12) катализируются полиферментным комплексом за.метАБОлизм АминОкислОт. г С=о ИО~-.~ Н + Н,С=С-М:5 — Р О """ '" НГК'.Н НпС вЂ” ОР— -О О :О:Н- НСОН Сн,оро,- зркшраэа-е-ФасФ«ш фасоаанавпируввш з.Зевака и.з. ««аа-в 5 еа5 нора«никак «ис3юнв арпзниа-Равшана«а«сван ««апаш«-т-Чнжзшт СООН «и «гааги + н' А 1 СОО ОН 5-загнан«шин«ма фасфаегкш- Р 5-ФасФаши«нма- шиннмавпя пипкваш у вап «испашв впп ниавсппв з'б СООН СИОН ООН в И О РО, Π— С вЂ” ОРО ' Чз РО, О -С вЂ” СООН О вЂ” С вЂ” СООИ СОО ОН ОН 3-аноиппирквнпшиниммп- харивмаввя 5.
Чюгфаш кмгшпи 9~с«вша ~ин Мз 1 б" '-Г' 'с~- фенин«панин Фенилпиравннагрвон«а «нс«ашв ..л. «йспамв -са, НООС СН,-С вЂ” СООИ НН« -С вЂ” СООН к -са„ нм прешанаввя «ислама б «напаши ОН ширазик п-ансишаниппирп- вннагр«екзя ппсаамп Рнс. 20.12. Пути скнтеза фепнлаланнна, тнрознна к антрапнловой кислоты (предшестаеннкка тркптофапа. равд. 26.4.1.11).
Ферменты н реакция обозначены стоящнмк около стрелок номерамн: 1--3-дезокск-2-кето-5ыаробино-гептулозонат-Ч- фосфат — сангака; 2 — дегндрокннатснптазз;  — б-дегндрохннат — дегндратаза; 4 — шккнматлегндрогеааза;  — шнкнматкиназа; б — 3-енолпярувклшнкнмат-бфосфат — сннтаза; 7 — хоркзмзтскатаза;  — клоркзматмутаза; У вЂ” антрзннлатсннтача; 10 — префенатдегкдратаза; 11 — лрефенатдегкдрогеназа; 12 в фенклаланкнамнкотрансфераза; 13 †ткрозннамннотрансфера.
гп. мвтлнолизм (М 200000), который был выделен из нескольких видов дрожжей. Пять ферментных компонентов этого комплекса ассоциированы за счет нековалецтных взаимодействий. В ходе реакции 9, катализируемой антранилатсинтазой, образуется, вероятно, у-глутамнлфермент. У Е.
5иЬИЬ антранилатсинтаза катализирует также реакцию м.'+ ХН + хориамовая кислота — ~. антраниловая кислота + Н О Альтернативный путь синтеза тнрозина у млекопитающих, а именно его образование из фенилаланина, рассматривается в следующей главе. 30.4ЛЛ Н Триптофвн Путь синтеза триптофана у высших растений неизвестен. У Е. сой синтез триптофана (рнс. 20.13) начинается с антранилата, который образуется в ходе реакций, ведущих к образованию и других ароматических аминокислот (рис. 20.12).
Два участвующих в синтезе триптофана фермента — индолглиг1ерофосфат-сцнгаза н триптофангцнтаза — были получены в кристаллическом виде. Первый из них (М 44000) образован одиночной полипептидной цепью. Триптофап-синтаза (М 148000) является пиридоксальфосфатзависимым ферментом, который катализирует завершающие реакции последовательности, ведущей к синтезу триптофана. Реакции, которые может катализировать этот фермент, следующие: 4~ индол-3-глицерофо фат ~=и индол+ 3-фссфо-В-глицериновый альдегнд (1) аааалаксааьеюсоат '" "+ -~ ~Ф-+но (2) инлол-3-глицерофо".фат+ ь-серии ~~ :и==и ь-тринтофан + 3-фа:фо-0-глицериновый альдегид (3) Весьма вероятно, что при образовании триптофана из нндолглицерофосфата 1реакция (3)) осуществляются реакции (1) и (2); при этом промшкуточным продуктом является связанный с ферментом пндол.
Изучение генетических изменений структуры трнптофансмнтазы и соответствующих функциональных характеристик позволило получить важные данные о генетических механизмах (гл. 26). Фермент из Е. со(г' состоит из четырех полнпептидных цепей, которые образуют две неидентичные легко разделяемые субъединнцы а и р; была установлена аминокислотная последовательность цепей. а-Цепь получена в виде мономера, а р-цепь - - в виде димера ра. Полностью ассоциированный белок имеет состав охра. Реакция ж метАБолизя АминОкислОЧ. 1 нан 5-фпсфари6плел -1-пнрлреесем анфраннлпаап к немала ОН Он И.эпфасфприсгииланптмнилаеае «нелепа оон ОН С1Н ОН Н вЂ” С=-С вЂ” С вЂ” — С вЂ” СНеΠ— РО -е н н н н --СН вЂ” СНаОРО а н низал-3-глицерпфпарат 1 1п-карепкпифеамламниер1-аеапкпназлпаа- 5-фппфа|а СН вЂ” СН вЂ” СООН ! 1 + Х нне н Зфнлмпфан Рис.
Ю.13. Путь синтеза триптофапа у й. сой. Фермекты обозпанеиы номерами, стопп1ими около стрелок: е — аатрэнилат-пирофосфорилпирофосфат — траисфераэа; л — Н-бсфосфоркбозилэитраиилат-иэомераэа; 8 — индол-3-глиперофосфат— сиитаэа; 4 — триптофэпсиптээа. ,(1) может катализироваться только а-цепью; при атом, однако, скорость реакции весьма невелика по сравнению со скоростью, наблюдаемой для полностью ассоциированного фермента; реакция (2) может катализироваться рт-комплексом. Мутантные н-субъединицы активируют действие рт-комплекса в реакции (2), и большинство мутантных йткомплексов активируют действие «нормальнойз а-субъединицы в реакции (1).
Ферментные комплексы, образованные либо нормальными а субъединицами и мутантными р-субъеди- ОН О=Р— Π— СН н он н О Р ОРОе е ! он он ноос Н ОРΠ— СН О н н + РР н 1 н СНО неон ! Н,С--Π— РО а глииеииидегиз э еахпии пе метлволизм ницами, либо мутантнымн а-субъединицами и нормальными р-субьединицами, не способны катализировать реакцию (3).
Активность а1пранилат-синтазы из Е. со(1 (рис. 20.12) ингибнруется триптофаном; у дрожжей триптофаи иигибирует и репрессирует фермент. Как уже упоминалось, у Е. со(1 трнптофан подавляет также фермент, который катализирует начальную реакцию пути биосинтеза ароматических аминокислот.
Триптофан-синтаза пз Жепгозрога образована одиночной полипоптидной цепью. 20.4ЛЛ2. Гнстнднн Первая стадия синтеза гистидина катализируется аллостерическим ферментом ЛТР-фосфорнбозилтрансферазой, .в результате реакции углеродная цепь рибозы оказывается связанной с атомом азота аденнловой кислоты (рис. 20.14). При взаимодействии С-1 атома фисфорнбозилмирофосфата с гт'-1 АТР (при этом оозобождается пнрофосфат) происходит преврашение а конфигурации связи в р-конфигурацию. Далее происходит раскрываиие пуринового кольца А1'1Р.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
