Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Эта реакция катализируется в печени и мозге глугаиинсингегазой (М 350000). глуганннгннгегааа глутамииоаая кислота+ МН + Л гР— ~ глутамии+ ЛОР+ Р1 Ма" нлн Мн'+ Реакция протекает в две стадии. Первая стадия, в которой участвуют глутамат и АТР, приводит к образованию активированного связанного с ферментом интермедиата, АРР-у-глутамнлфосфата.
На второй стадтгн этот интермедиат реагирует с ХНз, .в результате Образуются глутамнн, АРР и Рь Глутамннсинтетаза тканей млекопитающих является октамером, состоящим из восьми идентичных субьеднннц, и, по-видимому, ассоциирована с эндоплазматическим ретикулумом. Фермент из клеток животных значительно отличается от фермента микроорганизмов и, по-видимому, не под~вергается сложной аллостерической регуляции, характерной для фермента нз Е. со(г' (равд. 20.2.2). Глутамин непрерывно поступает из печени во все остальные органы, включая мозг. Гидролиз его осуществляется широко распространенной глутаминазой глутамии+ НаΠ— г глутамннояая кислота+ ХНз Глутамин может использоваться не только для синтеза белка.
Роль глутамина как эквивалента непротонированного г(На при осуществлении различных синтезов, а также как источника нетоксичной формы ХНз позволяет рассматривать его как временное хранилище г)~)Нз. 21.4.3.3. Синтез аспарагииа Синтез аспарагина в тканях млекопитающих каталнзируется влугаминзависи.иой аспарагиисгьчгегазог1. НН 1ЧН М а+ НООС вЂ” СН,— СН--СООН+ На~;ОС вЂ” СН, СН,— СН вЂ” СООН+ ЛТР+ Н,Π— +.
аспараг ипопая кислота глутамия 1 ~112 ННз ! — а НаХОС вЂ” СНа — СН вЂ” СООН+ НООС вЂ” СНа — СН вЂ” СН вЂ” СООН+ ЛИР+ РР~ зспарзгии глутамииоаая кислота В приведенной выше реакции глутампн может быть заменен ХНз. Соответствующий фермент называется глутамин-амидотрансферазой, по ряду свойств оп сходен с глутампнзавпсимой карбамоилфосфатсинтетазой (разд. 21.4.3.5) и 14АР-синтетазой (разд. 24. Р9.2) . н!. згетлволизм 2 !.4.3.4.
Синтез караамоилфоефата Третьим путем метаболизма ХНз является синтез карбалоилфосфата, важного соединения для синтеза аргинина и пнрнмидппов. В печени млекопитающих имеются два различных фермента, каталнзируюших образование карбамонлфосфата, — нарбалоилфосфог-сингегаза ! и карбалиоилфосфаг-синтетаза г!. Первый пз ннх локализуется в митохондриях печени н„по-видимому, отсутствует в других тканях.
Этот фермент использует в качестве донора азота только аммиак; необходимым положительным аллостерическим эффектором для фермента является !4-ацетил-ь-глутаминовзя кислота (АОА). ага, мнз' МН~з+НСОз +2АТР ~ Нл!Ч вЂ” СО ОРОзНт !и 2АОР 4 Р; Основной функцией фермента является поставка карбамонлфосфата для синтеза аргинина, а следовательно, и мочевины (раза. 2Н4.4) — главно~о конечного продукта метаболизма азота млекопитающих. Исследование механизма реакции позволяет предполагать, что первая молекула АТР активирует бикарбонат, превращая его в связанный с ферментом карбоксифосфат.
Зтот комплекс реагирует с (т)Нз, прн этом образуется связанный с ферментом карбамат н освобождается фосфат. В результате реакции со второй молекулой АТР образуются карбамоилфосфат, АЭР и освобождается фермент. Регуляцию синтеза карбамоилфосфата можно рассматривать как осуществляющуюся по типу обратной связи, поскольку аргинин действует как отрицательный эффектор при образовании ацетилглутаминовой кислоты, которая является стимулятором образования карбамоилфосфата. Карбамоилфосфат-синтетаза П, первоначально обнаруженная у бактерий, использует в качестве донора азота глутамин и не зависит от Х-ацетилглутамата; она катализнрует следуюшу!а реакцию: !.-глутамин+ НСОз + 2АТР .
';- Н О кт — ~. Нз!Ч вЂ” СΠ— ОРОз! !з 4 2АОР 4- Р, + !.-глутамат Зтот фермент находится в цитоплазме клеток быстро растущих тканей, включая опухоли, и поставляет карбамоилфосфат для биосинтеза пнримидннов (разд, 24.!.5). Активность карбамоилфосфатсинтетазы П в ткани, по-видимому, пропорциональна скорости роста последней. 2!.4.2.5. Синтез аргиннна Как отмечено выше, «фиксация» ХНз в составе карбамоилфосфата является начальным этапом в серии реакций, ведущих через м.
мвтаволизм аминокислот. и аргииин к конечному продукту метаболизма азота у млекопитаю- щих, а именно к мочевине. На первой сталин сшпеза аргпнина, катализнруемой орнитин- транскарбамоютизой, из карбамоилфосфата и орннтина образуетси цитруллин: Ням — С вЂ” ОроаН„-; - Нтн — СНя — СНа — СНа — СН вЂ” СООН вЂ” т. о кн, Кара иаоилфос рат ориитии н — ю Нам -С- — Н- -СН.,— СНа — СНа — СН вЂ” СООН Ч- Р; О НН, катру алии Транскарбамоилаза прочно ассоциирована с карбамоилфосфатсннтетазой 1 (см.
выше) и, возможно, является частью общего с ней ферментного комплекса. Карбамоилфосфат-синтетаза П сходным образом ассопинрована с аспартат-транскарбамонлазой в бносинтезе пиримндннов (равд. 24.!.5). Образование ферментами ассоцнатов позволяет избежать гндролпза карбамоилфосфата, лабильного в свободном состоянии. В результате следующей реакции, катализируемой аргининосукцинот-синтетазой, происходит конденсация цитруллина и аопарагиновой кислоты: Н Ням — С вЂ” Н вЂ” СН,— С»,— Сн,— Сн — СООН+ ! О НН, иитруллии и 2+ + НООС вЂ” СНа — СН вЂ” СООН + Атр— ( НН аеиарагииоиаи кислота Н вЂ” и НИ=С вЂ” Н вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СООН+ АМР+РР; н нн НН вЂ” С вЂ” С ООН 1Н„ СООН аргиииюяитариая кислота Арпщпносукцннат-синтетаза была получена в частично очищенном виде из печени млекопитающих.
В опытах, в которых был ис- нь митииолнзм пользован цитруллин,меченный 'аО по уреидной группе, было установлено, что происходит перенос меченного кислорода в освобождающийся АМР; это позволяет предполагать, что в ходе реакции образуется связанный с ферментом аденилнлцптруллин. Аргиипносукцннат расщепляется аргинпносукниназой с образованием аргинина и фумаровой кислоты: арснниноингарная нисаата ~~ Н ~ н,м — с — м — сн,— сн,— сн, сн — соон( И мн, Н нссоон 1 нооссн фгиароаая иисаота аргиннн 21.4.4.
Синтез мочевины Гидролнз аргинина является источником мочевины — нейтрального, нетоксичного соединения, которое переносится через кровь в почки и экскрстнруется с мочой как главный конечный продукт азотистого метаболизма у млекопитающих. Хотя аргннин имеется во всех клетках животного организма, образование мочевины происходит почти исключительно в печени — единственном органе, который содержит аргиназу. Очень незначительный синтез мочеви- Эта реакция не является ни гндролитнческой, нн окислительной; она легко обратима. Фермент широко распространен в природе; ои имеется в почках, печени и мозге и был получен в кристалличеческом виде из бычьей печени. Группа реакций, приводящих к включению (На в состав цитруллнна, осуществляется в митохондриях, а последующие стадии синтеза аргинина происходят в цитозоле.
Поскольку оринтин получает свою б-ампногруппу в результате переаминирования от глутамата (равд. 21.4.2.5), а аспартат также получает аминогруппу от глутамата, очевидно, что два из трех атомов азота гуанндиновой группы аргинина имеют своим источником глутаминовую кислоту. Третий атом азота поставляется карбамоилфосфатом; однако этот азот может также в конечном счете поставляться глутаматом либо в результате действия глутаматдегидрогеназы, либо через глутамин (разя.
21.4.2.1). Образующаяся в аргининосукцинатной реакции фумаровая кислота может быть гндратнрована в малат (последпий, как известно, окнсляется до оксалоацетата в цикле лимонной кислоты). Далее оксалоацетат и результате переаминирования переходит в аспартат, а последний вновь вступает в цепь реакций синтеза аргинина. зс.митхнолнзм ссминокислат.сс ны может происходить также в почках и в мозге, по вклад этих органов в общий балаас, по-видимому, весьма незначителен: н аггянас1 Н,Х вЂ” С вЂ” Х вЂ” СН,— СН,— СНи — С»! — СООН вЂ” — и !! ! НХ Х11 аргинин НиХ СНс СН СНс СН СООН ! Н Х С ХН ! !! ХН, О орнитсси иоченина Аргиназа (М 120000) состоит пз четырех субъедини», с каждой из которых связан один атом Мпи.с.
Орнптнн — второй продукт приведенной выше реакции — может функционировать в циклическом режиме, При взаимодействии с карбамоилфосфатом он образуст цптруллин (первая реакция в последовательности, ведущей к образованию мочевнны). Рассмотренный выше процесс образования мочевины можно представить схематически в виде последовательности ХНн — карбамоилфосфат — цитруллин — наргинин — ~мочевина. Знергсся для синтеза мочевины поступает за счет двух молекул ЛТР, обеспечивающих синтез карбамоилфосфата, и одной молекулы АТР, используемой при синтезе аргининоянтарной кислоты. Поскольку в последнем случае отщепляется пирофасфат (АТР— +АМР+РРс), который затем псдролизуется пирофосфатазой (РРс+НсΠ— +2Рс), всего для синтеза мочевины необходимо четыре богатых энергией фасфатных эквивалента. Лзотистые соединения мочи у взрослого человека, находящегося в состоянии азотистого равновесия, можно разделить на трп класса: 1) болыпое числа различных соединений, секретируемых ежедневно в небольшом, но относительно постоянном количестве, например креатнннн, мочевая кислота и Х'-метилникотинамид; 2) ИНм экскреция которого является функцией кислотно-основного баланса; образование его в почках и экскреция обеспечивают удаление избыточных протонов (гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
