Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Синтез трипептида осуществляется в две стадии. 1.-глутамииоаан кислота+ 1:цистеин+ АТР Г-глутамнлцеетеннсннтетаза. МЕ е, К ' — з т-глутамнлттистеин+ Астр+ Р; (1)~ глутатненсннтетаза Т-елутамилцистеин + глнцин + АТ Р вЂ” е у-глутамилцистеинилглицин (глутатнон) + А11Р+ Р1 (2) В ходе реакции (2) в качестве промежуточного соединения образуется связанный с ферментом глутаминилцистеинилацнлфосфат; затем ацилфосфатная группа замещается глицином, и происходит освобождение трипептида и фермеята.
Нн один нз двух ферментов 1реакцпи (1) и (2)1 не является специфичным; первый может катализировать образование у-глутамилаланина или у-глутамил-а-аминомасляной кислоты, а второй может катализировать образование различных офтальмовых кислот (гл. 40). 22.1.2.1. Синтез кармазина Дппептнд Е-аланилгистндин, карнознн, первоначально обнаруженный в мышце, образуется в результате реакция, каталнзирусмой карнозннсянтстазой; в процессе реакции карбоксильная группа активируется, образуя ангидрид с ЛМР; этот процесс в известной мере аналогичен образованию производных типа ацил-СоЛ (равд 17.5) йаланин+ АТР+ Е ч==е Š— раланилАА!Рос РР~ Š— б-аланил-АМР+ гистидин ~з::м й-аланилгистидин+ АМР+ Е Карнозинсинтетаза каталпзирует также синтез ансерина (б-аланил-Х'-метилгистидина); при этом 1)'-мстилгнстндин заменяет гистиднн в приведенной выше реакции.
Фермент является относительно неспецифнчным; он способен катализировать образование ряда днпептидов; при этом либо гпстидип может быть заменен другой аминокислотой, либо Е-алании заменен другими й- илн ги-аминокислотами. Например, в мозге фермент, используя имеющуюся там в большом количестве у-амнномасляную кислоту, катализирует образование у-амннобутирилгкстидина (гомокарноэина) со скоростью в 10 раз болыпей, чем синтез карнозина (гл.
37) нь метлволизм 610 В физиологических условиях свободная знергия гидролиза АТР— АОР+Р~ достаточна для осуществления синтеза глутамииа н глутатиона, в случае же синтеза карнозина освобождается РРь н дальнейший гидролиз последнего делает синтез карнозина совершенно необратимым. Еще более существенным моментом (при сопоставлении с синтезом глутамина) является образование в качестве промежуточного продукта ациладенилата, т.
е. использование того же механизма активации аминокислот, который функционирует при синтезе крупных полипептидов и белков (гл. 20). двд.2.2. Синтез более крупных олигопептидои Рассматриваемые олигопептиды могут иметь М-2500, т. е содержат до 20 — 25 остатков аминокислот. Принципиальным обстоятельством является то, что у каждого из полипептпдов аминокис.лоты расположены в определенной упорядоченной последоват льности. Следовательно, система синтеза должна содержать информацию, обеспечивающую упорядоченность присоединения соответствующих аминокислот в процессе рости цепи.
В качестве модели процесса такого типа ниже приведен синтез антибиотика грамицидини 5 из ВасШиз Ьгеиз. В настоящее время еще не ясно, являются лп подобные реакции основой синтеза других низкомолекулярных полппептидов, например регулярных факторов гипоталамуса (гл. 41), или же данная модель характерна только для синтеза у бактерий. х-Огп в-Рпе -ъ~ т.-Рго т.-рго ь-Ча1 / и-Рпе т:Огп грамицийин я Для осушествления синтеза грампцидина (прерывистые линии указывают места циклизации в процессе синтеза) необходимы только два растворимых фермента, входящие в состав комплекса, называемого грамицидин-синтетазой.
Свойства фермента 1 (М 280000) сходны со свойствами соответствующего фермента, участвующего в синтезе жирных кислот (гл. 17). Фермент способен катализировать образование на своей поверхности соответствуюгцего аминоацил-Ай(Р с каждой из входящих в состав пептида аминокислот. Лминоацил-ЛИР, не покидая поверхности, сразу же зв к!етхволизм лх!инокис '!От.
и! взаимодействует с сульфгидрильной группой ковалентно связанного с белком 4сфосфопаитетеина, подобно тому как это имеет место в случае белка АСР, участвующего в синтезе (удлинении цепи) жирных кислот (разд. 17.6.1.2). Процесс может быть представлен следующей схемой: й — СН вЂ”.СООН в (й — СН вЂ” СΠ— ЛЛ1Р1 ,*.Атр ~ ! ~ 1 НЗ вЂ” й ЙН мн РР; мн †!- й — СН вЂ” СО-$ — Е Фермент П (М 100000) начинает процесс; он осуществляет два превращения: активацию ь-феиилаланина, т. е.
образование аминоацил-АМР, и инверсию и-углеродного атома с образованием (овязанного) о-стереоизомера. Аминокислота, образовавшая ацилтиоэфирную связь на ферменте 1, входящем в состав комплекса,. переносится затем на экспонированную амниогруппу фенилаланпна, находящегося на ферменте П, с образованием дипептида. В результате повторения этого процесса образуется пептидил-Б-фермент П. Конечный продукт — циклический декапептид — образуется путем взаимодействия «голова — хвост» остатков феиилалапина двух таких цепей с К-концевыми остатками лейцнпа. Фермент 1 может актнвировать любой нз своих четырех аминокислотных субстратов, однако, когда все четыре субстрата присутствуют одновременно вместе с фенилаланином, связанным с ферментом П, то при образовании пентапептида осуществляется уникальный специфический порядок присоединения аминокислот.
Фенилаланил-5- фермент и растущий последовательно пептид, по-видимому, так изменяют иа каждой стадии конфигурацию фермента П и тем самым его специфичность, что обеспечивается требуемая последовательность активации и переноса аминокислот. Изменение специфичности фермента, обусловленное тесным взаимодействием с другим белком, уже отмечалось раньше (разд.
8.7.2.3), однако описанный выше процесс является, по-видимому, еше более поразптелы!ым. 22.1.3. К-Ациламинокислоты К-Ацнлпроизводные аминокислот, а также меркаптуровыс кислоты (см. ниже) экскретируются почками в ниде соединений, сопряженных с глюкуроновой кислотой, с которой они образуют сложнозфнрную связь. Это обеспечивает возможность выведения нерастворимых в исходной форме соединений в виде растворимой натрпевой соли. Выделенная первоначально из мочи лошади гнппуровая кислота (К-бензоилглицин) в небольшом количестве имеетса зи.
Метлаолнзм ООН + АТР + СоА — + ° С вЂ” СоА + АМР + РР, Р !! О бензонл-Сол бензпйная ниплогпа Н бензоил-Сол -!- глнцнн — + ~ — С вЂ” г! — СН СООН+ СоА О гнппурааая ннслома Образующаяся в ходе метаболизма или введенная в организм фе- нилуксусная кислота превращается подобным же путем в фенаце- туровую кислоту. сн — со — ын-сн — соон / з У некоторых птиц активирование бензойной и фенилуксусной кпслот осуществляется таким же образом, затем, однако, происходит взаимодействие с а- и 6-амнногруппами орнитина с образованием Ь!з,6!з-днбензоил- или Кз,6!з-дифенилацетилорнитина.
У человека бензойная кислота конъюгнрустся с гпицпном, однако фепилацетил-СоА реагирует не только с глицнном, образуя фенилацетуровую кислоту (см. выше), но также и с и-аминогруппой з лутаннна, образуя феннлацетнлглутамни. СН~ СНз СНз СН СООН ! н!ч ХН ! (Не. И'- днбензпнпппннмнн) СООН Н сн — с — ы — сн — сн — сн — с — ын !! !! О О ~реннлаце~пипглупамнн также в моче человека. Синтез ее происходит в печени и может быть значительно увеличен путем введения бензойной кислоты. Образование гиппуровай кислоты н других сходных соединений напоминает синтез эфиров .в том отношении, что происходит активация карбоновой кислоты в форме соответствующего ацил-СоА, который является непосредственным ацилирующим агентом в реакции, катализируемой ауил-СоА-грансферазой. Образование бензоил-СоА проходит через стадию промежуточного соединения, связанного с ферментом ацнладенилата.
1Х МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ. П1 Многие другие ннзкомолекулярные ароматические кислоты, вводимые животным, образуют подобные соединения. В митохондриях печени имеются два фермента, ацил-СОАрглицинтрансфераза и ацил-СОА 1 ь-глута.нин-Ы-ацилтрансферазп, каждый из которых специфичен к одной из двух аминокислот, используемых в процессе конъюгации ароматических кислот. Специфичность обоих частично очищенных ферментов из печени обезьян (г)зезцз) и человека к субстратам и ингибиторам согласуется с полученными 1и у!то данными о специфической конъюгации с глицином или глутамнном.
Введение избыточных количеств некоторых аминокислот приводит к выделению соответствующих К-ацнлпронзводных, образующвхся, вероятно, в результате реакции с ацетил-СОЛ. Физиологическая роль ферментов, каталнзируюшнх эти различные синтезы. неизвестна. 22А.4. Меркаптуровые кислоты Введение животным галогенсодержашпх алнфатических илн ароматических углеводородов, например бромбензола, приводит к экскрецнн с мочой меркаптуровых кислот.
В случае бромбензолэ выделяется в -~ ! э~ — ~ — соон ! сых-со — ын я-бромеениямереептоуровая виеяо3'па Образование меркаптуровой кислоты начвнается с реакции между глутатноном н галогенированным углеводородом, катализнруемой группой ферментов (называемых глугатпон-Б-транс.(эразами), приводящей к образованшо соответствующего смешанн! го тиозфира.
Остатки глутампновой кислоты и глицина удаляются путем гидролиза, а Ь-бромфенплцистеин ацетилируется за счет апетнл- СоА. Печень млекопитающих содержит четыре различные глутатион- Ь-трансферазы, характеризующиеся различными величинами К для сходных субстратов.
Каждый фермент (1И 50000) состоит пз двух одинаковых субъединиц. Эти трансферазы выполняют две важные функции. Первая функция — они делают водорастворимыми и менее токсичными ряд чужеродных для живой клетки соединений, выделяемых затем почками. К числу таких соединений относятся галогенированяые алифатичеокие и ароматические углеводороды, а также метаболиты различных углеводородов; некоторые из ннх, как известно, являются канцерогенными. Вторая функция— !и мат*болиды 22.2. Переамидинирование Ежедневно человек выделяет с мочой такое количество креатиннна (гл. 35), ангидрида крсатина, которое значительно превышает сумму потребленного креатина и креатиннна.
Синтез креатина начинается с обратимого переноса гуанидинового фрагмента аргинина па глицин; этот процесс называется лереа.яидинированием и,каталпзнруется трансамидиназой, которая была получена в очищенном виде из почек свиньи. ИНН ХН ( Н„Х вЂ” С вЂ” М вЂ” СНт — СН вЂ” СЧ вЂ” СН вЂ” СООН + Н. Х вЂ” СНт — СООН -г==ь артииин тли|аж ХН, ин ! Н Нты СНд СНд СН СН СООН + Н Х СН К СН СООН орвитин гуанидиноуксусная кислота Процесс протекает в две стадии: ()) (2) лртимии + Е ч=ь Š— вмидин + орлмтин Š— лмиддн+ гладив ~=м гуанидиноуксуснля кислота+ Е Стабильный амидин-фермснтный комплекс был выделен после инкубацни аргннина, меченного НС по гуанпдиновой группе, с трансамндиназои.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
