Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Причина этого в том, что у них отсутствуют ферменты, необходимые для того, чтобы гидролизовать или использовать мочевину. 19Л9. Генетические дефекты, затрагивающие цикл мочеиины, иьпывают накопление аммиака и крови При наследуемых генетических дефектах, затрагивающих тот или иной фермент в цикле мочевипы, организм окаэы- вается лишенным способности синтезировать мочевниу из аммиака.
Люди с такими дефектами не переносят пищи, богатой белком. Если количество потребляемых ими аминокислот превышает минимальную суточную потребностгч связанную с синтезом белка, то у них в крови появляется свободный аммиак, образующийся при дезаминировании избытка аминокислот в печени. Как мы уже знаем, аммиак чрезвычайно токсичен. Он вызывает психические расстройства, задержку умственного развития, а при высоких концентрациях-комун смерть.
Детей с таким нарушением часто лечат тем, что вместо необхолимых для роста аминокислот (гл. 26) в их раппов вводят икегоаиалоги этих аминокислот. Как известно, в молекулах незаменимых аминокислот важны их углеродные скелеты, а не аминогруппы. оеКетоаналоги незаменимых аминокислот могут под действием трансаминаз присоединять аминогруппы от имеющихся в избьпке заменимых аминокислот (рис. 19-24). Это предо.гвращает вазможность попа- Рис.
19-24. Аминирояяние н-кетоеняяозок незк- менимых аминокислот (индекс Е) е реакциях тркисаминироеяния с заменимыми кминокис- лотемн (иняекс Щ:. ЧАГТЪ 11 БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ дания этих аминогрупп в кровь в виде аммиака. 19.20. У птиц, змей и ящериц из организма выводится мочевая кислота Урнкотелические животные (птицы, змеи и ящерицы) выделяют аминный азот ).давным обрззом в виде мочевой кислоты (рнс. !9-25). Мочевая кислота является также главным конечным пролуктом обмена пурннов у приматов, птиц и рептилий. Молекула мочевой кислоты имеет ловольно сложное строение: она состоит из двух конденсировинных колец, составляюших так называемое нури- новое ядро. К пуринам относятся также аденин и гуанин, входящие в состав соответствующих нуклеотидов.
Синтез мочевой кислоты из аминогрупп представляет собой многоэтапный процесс, потому что пуриновое ядро строится постепенно из ряда простых предшественников. На рис. (9-25 указано происхожпение углеродных и азотных атомов мочевой кислоты, установленное на основе опытов с использованием предшественников, лтеченных изотопами. Сложный путь синтеза пуринов и мочевой кислоты мы рассмотрим в гл. 22.
Здесь же достаточно отметить, что этот процесс включает много этапов и требует значительных затрат энергии. Та- Рис. 19.2б. Остров Сан-Лоренцо близ побе- рсвъя Перу олин из тех островок на яоторьи имеются залеии гуано. На зтих островах шездятся сотни тысяч птиц, так что за многие века ъксь схооились целыс горы гуано. состоя- шсго в основном из тверлой мочевой кислоты. Гуано ценное удобрение: одна тонна его сто. иг бодьшс 100 долларов. Во второй цоловинс прошлого века целые флотилии парусных су- дов развозили гуано по всему миру, ведя тор- говлю со миогимн странами. ким образом, урикотелнческие животные вынуждены платить весьма солидную цену за то преимушество, которое они получают от вывелення амннного азота в полутвердой форме.
Отчасти это, правда, компенсируется тем, что в виде мочевой кислоты выводится не только аминный азот; она представляет собой также и конечный продукт катаболнзма пуринов (гл. 22). У побережья Южной Америки на многих островах, которые служат местом гигантских птичьих базаров, имеются огромные запасы мочевой кислоты (рис.
(9-26). Эти богатейшие залежи гуано разрабатываются; )уано применяется как удобрение. Таким путем органический азот возвращается в почву и может вновь использоваться для синтеза амино- О с С С вЂ” О О ! Н Рис. )9-25. Вьюеление аминного азота в аиде мочевой кислоты у лги|), злзей и яшсрнц. Атомы азота мочеяой кислоты !цоказаны крас ным) происходят от и-аминог рули аминокис.
лот, в молекулу мочевой кислоты оии включаются очень сводным путем. Мочевуи1 кистоту называгот кислотой, истому что она сушествует в таутомерных формах. способных нонн зи рона т ься и обре хо вы мыь траты. Ураты 1са' н К лишь немил~о лучше растворимы в воде, чем сама мочевая кислою ОН ! Х С С вЂ” ОН НО-- С С Н Лнктныиьш форма г? н )! Х С Н-Н С С=О О=С. С l ! Н '!иктнмнш) фгзрмз Пояцгктью ионизиронннный урнт ГЛ !9 ОКИСЛИ'!ЕЛЬНОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ 597 кислот растениями и почвенными ми- кроорганизмами.
Краткое содержание главы Небольшая часть окислительной энергии, вырабатываемой в организме человека, имеет своим источником окислиз.ельный катаболизм аминокислот. После удаления амин!и.рупп в реакциях трансаминирования с и-кетоглугаратом углеродные скелеты аминокислот подвергаются окислительному расгцеплению и превращаются в соединения, способные включаться в цикл лимонной кислоты и окисляться в нем до СО, и Н,О.
Есть пять путей, по которым угле- родные скелеты аминокислот могут поступать в цикл лимонной кислоты: 1) через ацетил-СоА, 2) через п-кето)лутарат, 3) через сукцинат, 4) через фумарат и 5) через оксалоацетат. Аминокислоты, включающиеся в цикл лимонной кислоты через ацетил-СоА, подразделяю.гся на две группы: аминокисло.гы первой группы (алании, цисгеин, глицин, серии и треонин) превращаются в ацетил-СоА через пируват, а аминокислоты второй группы (лейцин, лизин, фенилаланин, тирозин и триптофан) через ацетоацетил- СоА.
Углеролные скелеты пролина, гистидина, аргинина, глутамина и глутаминовой кислоты поступают в цикл лимонной кислоты через а-кегоглутарат; метионин, изолейцин и вагин -через сукпинаг; четыре углеродных атома фенилаланина и тирозина .через фумарат, и, наконец, аспарагин и аспарагиноаая кислота -через оксалоацетат. У человека известен ряд врожденных нарушений аминокислотного обмена. Особенно серьезным и довольно широко распространенным нарушением такого типа является фенилкетонурия. У аммониотелических животных (костиых рыб, головастиков) аминный азот выводится через жабры в виде аммиака, который образуется в резульгате ! илролиза глутамина.
Уреотелические животные (к этой группе относи гся большинство наземных животных) выделяют аминный азот в виде мочевины. Моче- вина образуется в печени; этот процесс, открытый Гансом Кребсом, получил название цикла мочевины. Непосредственным предшественником мочевины служит аргинин; под действием аргиназы он гидролизуется с образованием моче- вины и орнитина. Из орнитина затем вновь синтезируется аргинин; для этого орнитин сначала карбамоилируется за счет карбамоилфосфата с образованием цитруллина, а затем к цитруллину присоединяется аминогруппа, поступающая оз.
аспаргата. Орнитин регенерирует в каяедом обороте цикла мочевины. Урикотелические животные (птицы, змеи и ящерицы) выделяют аминный азот в полугвердой форме в виде мочевой кислоты, которая представляет собой производное пурина. Выведение аминного азота в виде нетоксичного соелинения (мочевины) или в виде твердого вещества (мочевой кислоты1требует от организма значительной заз.раты энергии АТР. ЛИТЕРАТУРА Книги Виыв!и Е.
Ап 1п!гое1испои !о Согпрагабие ВюсЬепиагу, 4!Ь ед. СащЬггйде Нп!иегх!гу Реем, 1Чев Уогй„1964. Сгвиицдйгвг Е.В. Вюсйстп!х!гу: Месйаппще оГ Ме!аЬойяи, МсОгав-НВ), )Чев Уогй, 197В. В гл. !4 прекрасно описаны пути превращения аминокислот и их фермеитатиапые механизмы. Оид1гу 5.. В!ейо!кои Р.
Е'. Ап 1ппопиоцои ю Ме!абойс Рацпгауа )йгйеу, Ыев Уогй, !970. (Имеется перевод: Дэгли С., Никольсон Д. Метаболические пути. Мл Мяр, 1973.) Справочник. Потна Б., Видиеаа Я., Никог Е. ТЬе ()геа Сус1е, 391)еу, )Чев уогй, 1976. Труды симпозиума по циклу мочевипы, посвященные памяти Ганса Кребса. Содержат интересные материалы. Нисйагййи Р.
И'., Богиггго гй й!. ь!гагик!ех о! ВгисЬеписа) Апарга!)оп, Но)г, ЯгпеЬап апд 39(пхтоп, Хев уогй. 1973. (Имеется перевод: Хочачка Н., Сомеро Дяе Стратегия биохимической адаптации. - Мг Мир, 1977.) Сравнительная биохимия. бсигег С. Я.. Яомийггд Е. Е. Апипо Аыд Ме!айо!)хт апг) 1ж )3!коп1ега Баиппегь РЬЬ !аде!РЬпь !973. 598 ЧАСТЪ Н.
БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ Статьи Но!тез Г.Ь. Напк Кгебз апд ьйе Г))зсоьегу о( гйе Огшгй!пе Сус!е, Ред. Ргос., 39, 216-225 (1980). События, которые привели к открытию цикла, излагаемые известным историком медицины. 1. Придущим траисамииироеанил аминокислот. Назовите и-кетокислоты, образующиеся из перечисленных ниже аминокислот в реакции трансаминирования с и-кетоглутаратом. Напишите структурные формулы этих а-кетокислот, а) Аспарагиноная кислота. б] Глутаминовая кислота. в! Алании. г) Фенилаланин. 2. Измерение скорости алонинтраисолшиазной реакции. Активность алании-трансаминазы (скорость аланинзрансаминазиой реакции) измеряют обычно.
вводя в реакционную систему избыток очищенной лактатдегидрогеназы и АРАОН. Скорость исчезнонения аланина равна скорости исчезновения )ЧАОН, которую измеряют спектрофотометрическим методом. Объясните, что здесь происхошп. 3. Распределение аминиого азота. Будуг ли у вас обнаруживаться признаки недостаточности аспартата на рационе, который богат аланнном, но беден аспартвтом? Дайте аргументированный ответ. 4. Одно из генетических нарушений аминолислогииого обмена. В больницу доставлен двухлетний ребенок. По словам матери, он страдает частыми рвотами.
Рноты случаются главным образом после приема пищи. Ребенок отстает в весе и физическом тгзвитии. Волосы темные, но попадаются седые пряди. Проба мочи после добавления РеПз приобрела зеленый цвет, что указывает на присутствие в моче фенилпировнноградной кислоты. Количественный анализ мочи дал слелующие результаты: Содержание ь моче, ммслыл Вещество у бсльисгс в норме Фенилаланин 7,0 0,01 Фенилпируват 4,8 0 Фен иллактат 10,3 0 а) Какой фермент, по-видимому, неактивен? Прелложите лечение для ланного случая. б) Почему в моче в больших количествах появляется фенилалании7 в] Что служит источником фенилпирувата и фениллактата? Почему эзоз путь (отсутсзвующий у здоровых людей) начинает функпиониронать, когда концентрация фенилаланина повышается? г) Почему в волосах больного имеются седые пряди7 Роль кобаламина в катаболизл~е аминокислот.
Злокачественная анемия есть результат нарушения проноса усвоения кобазтмина, что связано с отсутствием особого, вырабатываемого желудком гликопрозеина (его назьпиют еиутреииил~ фактором). Как влияет это нарушение на катаболизм амннокислот7 Касается ли это всех амино- кислот в равной степени? Сравнение лактата и аланииа в роли мета- боличес лого тотгиеа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
