Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Специалисты по истории медицины указывают, что именно эмоциональная неустойчивость, являющаяся одним из симптомов данной болезин, обусловила неразумное поведение короля, упрямо настаивавшего на чрезмерных налогах и суровом наказании для американских колоний. 22Л2. В результате распада 3 емогрупп образуются желчные пигменты Железопорфириновая группа, или гемогруппа гемоглобина, высвобождакошегося из эритроцитов, которые разрушаются в селезенке, распадается с обра- ОН СН,=СН СН 3ЧН НООССНхСН ХН СН, СН,=СИ вЂ” ( — ~У ОН Рис. 22ЧЗ Билирубин-одни из желчных лигментол.
Он образуется в результате разрыва тетрапиррольиого (порфиринового) кодьца пь могруппы н превращения его в изображенную здесь линейную структуру. Определение концентрации бнлирубииа в «роли служит диагностическим методом прх лежпорых болезнях печени. ГЛ. 22 БИОСИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ И НУКЛЕОТИДОВ зованием свободного Без ' и в конечном счете бнднрубзэтдт — тетрапиррольного производного с разомкнутым кольцом (рис. 22-13). Билирубин связывается сывороточным альбумином крови и переносится в печень, где он превращается в водорастворимое производное, поступающее в желчь.
Билирубин -это тот пигмент, который окрашивает в желтый цвет кожу и белки глаз при желтухе, развивающейся вследствие нарушения функции печени. Определение концентрации билирубина в крови служит диагностическим методом при этом заболевании и других болезнях печени. Рассмотрим теперь биосинтез нуклеотилов, в котором аминокислоты играют роль важных предшественников. Почти все живые организмы, за исключением лишь некоторых видов бактерий, обладают способностью синтезировать пури- новые и пиримидиновые нуклеотиды.
Два обычных пуриновых нуклеотида, входящих в состав нуклеиновых кислот,— это аденаэин-5'-лзонафасфат (АМР), называемый также аденилатолк и гуанознн-5смонофосфае(СтМР), илн гуаннланз. В состав этих нуклеотидов входят пури- новые основания - соответственно аденин и гуанин. Первым важным ключом к расшифровке путей биосинтеза пуриновых нуклеотидов послужили результаты исследований, в которых животиылт скармливались различные меченые метаболиты, после чего определялось место вклточения изотопной метки в пуриновое ядро.
Такие опыты проводились на птицах; азот у них выводится из организма главным образом в форме мочевой кислоты (разд. 19.20), которая является одним из продуктов окисления пуринов и легко может быть выделена в чистом виде нз птичьего помета. На рис. 22-14 показано происхождение различных атомов углерода и азота в пуриновом ядре, выявленное в опьпах, проведенных на голубях. На рисунке видно, что каждый из четырех атомов азота в молекуле пурина происходит от одной из аминокисло~.
Хотя можно было бы думать, что при биосинтезе пуриновых нуклеотидов образуется пуриновое ядро, а уже затем к нему присоединяется рибозофосфатиая часть молекулы, в действительности синтез начинается с рибозо-5-фосфата, на котором последовательно, в несколько этапов строится пуриновое ядро.
Таким Рис. 22П4. Происхождение атомов, образую- ших пурииовое ядро. Выяснена иа основании экспериментов с использованием предшествен- ников.меченных изотопами '~С или 'зм образом, на первых этапах этого синтеза де посо образуется ациклический предшественник рибонуклеотида, из которого на последующих этапах после замыкания открытой пепи возникает пуриновый нуклеотид. Главные стадии процесса„ ведущего к образованию АМР и хгМР, выясненные американскими биохимиками Джоном Бьюкененом и Дж. Робертом Гринбергом, показаны на рис.
22-15-22-17. Сначала в положение 1 рибозо-5-фосфата переносится аминогруппа от глутамина; этот перенос включает две сложные стадии (рис. 22-!5). Затем к новой аминогруппе присоединяется аминокислота глицнн. Далее следует еще несколько эта- ЧАСТЬ П. БИОЭНЕРГЕТИКА И мЕТАБОЛИЗм кольца, и в результате образуется пури- новое ядро, состоящее из двух конденсированных колец. Первый промежуточный продукт этого биосинтетического пути, содержащий готовое пуриновое ядро, представляет собой инозиновую кислотну (рис. 22-16 и 22-17). Для последующего превращения инозиновой кислоты в адениловую лислоту (АМР) требуется введение еще одной аминогруппы, лонором которой тоже является аспартат; однако это введение аминогруппы происходит довольно сложным путем, ко~орый мы здесь рассматривать не будем.
Превращение инозиновой кислоты в гуаниловую кислоту (ОМР) осуществляется в реакциях, сопровождающихся РидролизомАТР(рис. 22-!7).Описанный путь биосинтеза пуриновых нуклеотидов называю~ синтезом с)е пото. Позже мы узнаем„что пуриновые нулкеотиды могут синтезироваться также и из готовых продуктов (путем реутилизации пуринов). АМР фосфорилируется до АВР в реакции, катализируемой аденилаткинаэой (равд. 14.17) он он Образовавшийся АОР фосфорилируется затем до АТР в результате гликолиза или же в результате переноса электронов по дыхательной цепи. За счет АТР образуется сначала ОВР, а затем ОТР в реакциях. катализируемых соответственно нук теоэидлтонофосфиткинаэой и нунлео- эиддифосфсилниназои о '1 нн с' 1 СН ':.)й(7 — с.
с о н н "Π— Р— О--СЗ 1 о )яйг с н НРР С~ ~~ 1 сн нс с / н н оΠ— Р— О— 1 о Рис. 22-12 Преврашение иназинавой кислоты в аленилавую и туаналовую кислоты. На крас- ном фоне показаны изменения в пуринавой ковалевой системе. ОН ОН Гуанилат ОН ОН Аленилат Π— Р— Π— СН, о н н н он он он ая .ию. я о- -О-Р-О- Н, „о о- в~, Π— Р— -0- -Р .-О отяаювя н н он он 2 О 1евпву ГУРЯ я ° Н,О ' оΠ— Р— Π— С*Н нн, Р а Ьиеяа.
н н и. Рис. 22-15. Преврищение О-рябово-5-фасфа Ра в 5-фосфо-)3-0.рибозилаязин. пов, завершантщихся замыканием кольца. Таким путем образуется пятичленное имидазольное кольцо пуринового ядра (рис. 22-16). На это кольцо переноси~ся затем аминогруппа от аспартати, после чего происходит замыкание второго о нн' "с' Ъ с н 1 сн нс с / о- Н Н Ин„иявт Π— Р— Π—.СН„ О н н н н он он АТР + АМР 2АОР.
АТР + ОМР ООР + АВР, АТР + ОТ)Р ОТР + АВР. Нт 5-Фося)зо р- ",.~~"„'"",,'-'." )) Х Н, ' 1 О $ Х с сн с НХ ~Х ! О Пуриновая С Х цикличпская )) «С ~~ оистеыа сн с / й$" Хн н с ~!.~,:,,Н; ХН 1 Хн ХН Х нс $ Н,Х Имидазольиоо О кольцо Π— Р— О— $ О Инозииовая кислота 1 ОН ОН $ сн с / Н,Х Х Рис. 22-16. Этапы образования пуринового яд- ра инозиновой кислоты. На храсиом фане по- казаны Структуры, возиихаюшие ва хиллом из этих пОследовательных ферыеитативиых зтапоа.
и Оы сером фоне) означает 5 фосфо- Еьрибозилытую труппу, иа которой строится пуриноаая холытевая система. ГЛ. 22. БИОСИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ И НУКЛЕОТИЛОВ ЧАСТЬ 11. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ 22.14. Биосинтез пуриновых нуклеотпдов регулируется по типу обратной связи Регуляция общей скорости синтеза пуриновых нуклеотидов г)е пото и относительных скоростей образования двух конечных продуктов, адениловой кислоты н гуаниловой кислоты, осуществляется при участии трех главных регуляторных механизмов, действующих по типу обратной связи (рис 22-18). Первый из этих механизмов контролирует раннюю стадию, свойственную только этому биосинтетическому пути, а именно стадию переноса амнногруппы на 5-фосфорибазил-1-пирофогфат (ФРПР) с образованием 5-фосфарибоэиламина ( рис. 22-15).
Эту реакцию каталиэирует аллосгерический фермент, ингибируемый конечными продуктами данной последовательности реакций АМР и ОМР. Поэтому всякий раз, как АМР н ОМР накапливаются в избытке, первая стадия их биосинтеза из ФРПФ тормозится. б.фосфорпбоэил-1-пирофосфат I з 1 1 ! 8-фосфорибоэилампв 1 1 Ииоэиновая кислота л — -- я®)(я ° ~ — —— 1, Адеииловвя Гуанпловая — ф кислота кислота Рис. 2УЛ8 Механизмы, регуяируюнаге биосюгтез аяенииовых и гуаиииовых нухаеотикоа у Е. сой но тину обратной связи.
У других ор. ганизмоа зги биосинтетичесхие пути регулкруются иначе. Второй регуляторный механизм действует на одной из более поздних стадий (рис 22-!8); в этом случае избыток ОМР в клетке вызывает аллостерическое ингибирование процесса образования ОМР из ннозиновой кислоты, но не влияет на синтез АМР (рис. 22-18). И наоборот, когда действует третий регуляторный механизм, накопление адениловой кислоты подавляет ее образование, но не затрагивает синтез ОМР. 22.15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
