Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Так, после внутривенного введения большого количества аминокислоты (5 — 10 г) 85 — 100% ее может оказаться в тканях уже через 5 мин. Наибольшей способностью поглощать циркулирующие аминокислоты обладает печень, весьма активны в этом отношении также почки; менее активны другие ткани. Некоторые ткани, особенно мозг, поглощают аминокислоты избирательно. Так, после внутрпвенного введения метионин, гистидин, глицнн„аргинин, глутамцн и тирозин быстро появляются в мозге; глутаминовая кислота появляется в нем несколько медленнее, а лизин, пролин и лейцин— очень медленно. Скорости поступления в мозг последних трех аминокислот более высоки у молодых животных. не иетлволизм или заменимым основывалось первоначально на результатах опытов, проведенных на белых крысах, однако в дальнейшем были учтены результаты исследований азотистого баланса (равд. 11.4) у детей н подростков.
Термины незаменимые и заменимые аминокислоты базируются в основном на результатах экспериментов, проведенных в лабораторных (нскусственных) условиях. Фактически приведенное в таблице разделение аминокислот является их классификацией; при этом дифференцнруюшам признаком является способность (нли неспособность) организма человека или других животных синтезировать г(е попо углеродные скелеты рассматриваемых аминокислот.
Поэтому к числу незаменимых аминокислот следовало бы отнести тирозин и цистеин, поскольку тирозин образуется непосредственно из фенилаланина (разд. 21.4.2.4) в одну стадию, а при синтезе цнстенна сера поступает только от метнонина (см. ниже) Следовательно, ежесуточная потребность в феннлаланнне является в действительности суммарной потребностью в двух аминокислотах, феннлаланине и тирозиие, аналогично потребность в метионнне является суммарной потребностью в метвонине и цистеине.
Положение с аргинином является весьма неопределенным, поскольку, как будет показано дальше, эта аминокислота может синтезироваться в организме человека и других животных. Список заменимых аминокислот оказывается относительно ограниченным. В их чвсло входят: алании, аопарагиновая и глутаминовая кислоты, которые могут образоваться в результате псреамннирования (разд. 2!.4.!) из а-кетокислот, функционирующих в цикле лимонной кислоты; пролин, образующийся из глутамнновой кислоты (равд. 21.4.2.5), серии (равд.
21.4.2.6), образующийся из промежуточного продукта глнколиза; глицин (равд. 2!.4.2.7), сянтезируемый из серина, и амиды аминокислот — глутамин и аспарагин, образующиеся соответственно яз глутаминовой (равд. 21.4.3.2) и аспарагиновой (разд. 2!.4.3.3) кислот. Речь, следовательно, идет об аминокислотах, которые синтезируются относительно простыми путями и непосредственные пред~пественникп которых всегда доступны в процессе метаболизма всех видов животных, включая млекопитающих.
В то же время очевидно также, что эта группа аминокислот широко представлена в белках и онн не могут отсутствовать в пище при потреблении обычных продуктов. Если, однако, специально исключить этп аминокислоты пз экспериментальной диеты, то суммарная кпотребность» в незаменимых аминокислотах несколько увеличится в связи с необходимостью обеспечить соответствующим количеством азота синтез «заменимых» аминокислот. Последствия потребления пиши, состоящей из природных продуктов с относительно низким содержанием лизина, триптофана илн метионипа, обсуждаются в гл. 49. 21. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ.
И вв1 21.4. Метаболизм аминокислот в печени Печеяь является главным органом метаболизма аминокислот животных. Функционирование печени обеспечивает следующие процессы: !) синтез собственных белков н ряда белков плазмы, а также гидролнз большинства из ннх (разд. 21.5.1); 2) синтез различных азотсодержащнх соединений — пуринов, пнримидинов, мочевой кислоты, никотиновой кислоты и креатина; эти соединения или конечные продукты их метаболизма выводятся с мочой; 3) обеспечение (через кровь) других органов сбалансированной смесью аминокислот, необходимой для бносннтеза белков; 4) синтез заменимых аминокислот в требуемом размере и 5) необходимое перераспределение избыточных количеств потребленных с пищей углеродных цепей аминокислот и их азота.
Путь синтеза белка (процесс 1) описан в гл. 26. Скорость синтеза каждого белка и его гидролнтической деполимеризации контролируется автономными механизма~ми. Превращения, в результате которых в печени из аминокислот образуются различные азотсодержащие соединения (но не а-аминокислоты) (процесс 2), рассматриваются в гл. 23.
Многие из этих превращений необратимы в том смысле, что в результате метаболизма аминокислот образуются продукты, которые не могут подвергаться дальнейшей деградации и экстретируются с мочой. Процессы 3, 4 и 5 рассматриваются в данной главе. Ведущую роль в этих процессах в большинстве случаев играет глутаминоаая кислота. 21.4 1. Переаминированне Процесс переаминнроваиия, подробно описанный в предыдущей главе, первоначально был обнаружен в печени.
Пиридоксальфосфатзависимый фермент, называемый аминотрансферазой, катализирует реакцию НН Я вЂ” СН вЂ” СООН+ сс-кетоглутароиая кислота и::~ т=и И вЂ” СΠ— СООН+ тлутаиииоаая кислота В каждом случае одной из участвуюн1их в реакции аминокислот является глутамат. Известно большое число аминотрансфераз; в название каждого фермента входят наименования двух участвующих в процессе аминокислот, например тирозцн-глутамт — алинотрписфераза. Во многих случаях амннотрансферазы специфичны по отношению к одной сопряженной паре субстратов — а-кетоглутарат-ь-глутамат; при этом специфичность ко второй сопряженной паре субстратов менее выражена.
В таком случае в название фер- ш.метлаолизм 882 мента включают наименовангие аминокислоты, по отношению к которой фермент наиболее активен. За исключением лизина и треонина, все аминокислоты могут участвовать в переамннировании Трансаминазы имеются и печени, почках, мышцах и мозге; наибольшая активность приходится на долю аспартат- и алании-аминотрансфераз. Лспарагин н глутамив, амиды амииокагслот, также участвуют в реакциях переаминирования. Продуктами, образующимися из этих аминокислот, являются соответственно а кетосукцинамовая и а-кетоглутарамовая кислоты, ог-амиды соответствующих а-кетокислот. Специфические го-амидпзы катализируют реакции освобождения аммиака: ыглутамии + а-кетокислота в==и — -~ сг-кетоглутарамован кислота+ ыга-амвнокислота и-виндава сг-кетоглутарамоваи кислота + Н О вЂ”.~ (2) — ~ сг-кетоглутарован кислота + ЫНа Таким образом, а-кетоглутарамат является нормальным компонентом тканей.
При печеночной коме повышение уровня г(На в крови приводит к увеличениго образования глутамина (см. ниже). В мозге активность глутамнн-амннотрансферазы относительно высока по сравнению с активностью ог-амидазы; поэтому при печеночной коме в спинномозговой жидкости происходит накопление а-кетоглутарамовой кислоты. У тех пациентов, у которых нет сопутствующего поражения печени, концентрация этого амида в спинномозговой жидкости ниже, что отражает важную роль печени в осуществлении реакций, ведущих к переходу аммиака в состав мочевнны— конечного продукта метаболизма азота у млекопитающих (см. ниже).
Было показано, что как в цитозоле, твк и в митохондриях ряд аминотранофераз, включая аспартат-, алании- и глутамин-аминотрансферазу, а также ы-амидазы находятся в виде нзоферментных форм. Эти изоферменты проявляют различные каталитичеокие и физико-химические свойства и субстратную специфичность. Изоферменты аспартатаминотрансферазы из митохондрий и цнтозоля сердца свиньи имеют М 90000, состоят из двух субъединиц примерно одинакового размера, однако различаются изоэлектрическими точками и амннокнслотной последовательностью. Цитозольные аминотрвнсферазы обычно более активны, чем митохондриальные. В результате реакции переаминирования в цнтозоле происходит образование глутамата.
Последний поступает в митохондрии, где он либо подвергается дезамннированию прн участии глутаматдегвдрогеназы (разд. 21 4.2Л), либо вступает в реакции переаминирования с шавелевоуксусной кислотой с образованием аспараги- 3!. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. 11 вовой кислоты — донора аминогруппы при синтезе мочевины (разд. 21.4.3.4). Константа равновесия для всех реакций переамннирования близка к 1.
Следовательно, эти реакции не могут определять направление мстаболнческих процессов. Ферменты переамннирования функционируют постоянно. Определенное направление процесс приобретает только при удалении из системы одного или более продуктов. Например, в простейшем случае в результате окисления глутамзта, приводящего к образованию а-кетоглутарата и г(Нз (см. ниже), и последующего превращения ХНз в мочевину в конечном счете происходит удаление а-аминоазота донорных аминокислот н превращение последних в а-кетокислоты, которые могут служить еубстратами для других ферментов клетки. В другом случае, когда, например, животное находится на диете„содержащей только незаменимые аминокислоты, в результате действия соответствующих аминотрансфераз в условиях постоянного наличия во всех клетках оксалоацетата и пирувата (в результате функционирования гликолиза и цикла лимонной кислоты) будет происходить образование аопарагнновой кислоты и аланина; далее они будут либо использоваться для свнтеза белка, либо поступать в систему циркуляции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
