Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Отдельные аспекты биасиптеэя замеягшых аминокислот у>ле рассматривались в предыдущих разделах курса. Налпагтью зямсш!мыми явля!отея восемь аминокислот: алании, аспартат, аспарягпи, глутямят, 1лутямггп, серии, глицпк и пролин. Общая схема их синтеза представлена ца рис. 1! О, 1)сходными, пе содержащими азота, соединениями длл них являются компапсцты гликалитичсскай цепи — пируват и Ъ-фасфаглицерат — и камяапепты цикла трпкярбонаоь!х кислот — акетоглутарат, фумарат и аксалаацстят. !Иаедспие шшяагрупиы в глутясшт и ас.— партат происходит о результате глутялштдггидрагепя и!ай реякциг! (1Х..'17) плп о 'к!! результате присоединения аммиака к фумарату по реакции (11.38). Аспарта также может образовываться а результате переамипнроиапня из оксалоацетата с использованием в качестве донора амнпогруппы глутамата по реакц<ш -оос-соси,саа- + -Осс-си(ии,.)сизсизсоо.
= (1Х.50) ООС-СИ(НИ )СИ,СОО + ООС-СОСИ<СИ,СОО каталнзируемой асяаутат аз<вязи<раисферазай. Из глутамата и аспартата в реакциях, катализпруемых соответственно глутамин синтетазой [см. реакцшо (1Х.36)! и аснара<пи <иитетазой по реакции ООС-СИ(ин,)СИ~(00 + <<И + Р! Р Аао -< (1Х.51) -< ООС-СИ(нн;)Сн Санит + Р-А<!о + Р!', образуются глутамип и аспарагип. Глутамат является также источником пролина, синтез которого осуществляется в цепочке реакций, представленной па рис. 110 и состоящей нз ферментативного восстановления 7-нарбона«линой группы глутамата с помощью «АОР И и при участии АТФ, последующей самопроизвольной циклизации образовавшегося семиальдегида до 5-ппрролпнкарбопоиой кислоты н, наконец, восстаповлешш пирролинового кольца до ппрролпднпового с полющью <ЧАОР ° И, каталпзпруемого яирролия-5-карбахсила<я Ргдухи<азой.
Алании образуется в реакц<ш переалшппровтц<я нз ппрувата (с<<. 1 4.2) с участием алания ампнотрапс<)>еразы. Серия образуется нз И-фосфоглпц< рата в результате посл<довательпого окисления 2-гидрокспгруппы до кетогрупиы с помощью «Ао', катю<пзпруеьюго фосфо<личера<п дегидра<еяазо« иере шпппровзпня образовавшегося .'5-<)<ос<!<оги<<роксппнрувата с участием глутамата, каттмшзпруемого фосфасерая алптитраисферазай, н гидролиза образовавшегося фасфоеерииа с <юмощью фосфосерия ф<ос(<а<пазы. Из серина в результате переноса его ю<дроксиметпльной группы па теграгидрофолат по реакции (1У.!0) образуется глпц<ш. Деструкция замеш<мых амппокпслот я значительной мере.
проходит путем ' обращения пути их синге<а. !луга<щи' преврап<а< гся в а-ксгоглутарат под дейст-' вием глутамат дегндрогепазы. Аспяртат либо преврапщетгя и фумарат под действием аспартат аммиак-лпа<ы (см. 1 94), либо в оксалоацетат путем переампппрования с глутаматом. Глутампн и аспарагпп предварительно гп<н>олнзуютсл до соответствующих дикарбоповых ю<слот под действием соотвегствеппо <луша:анказы и аснара<иназы. Р!ролпн превращается н глутамат по цепочке реакцпй, представляющей собой обращение пути его бпосиптеза. Аргинкп гндролпзуется до орнитина, а последний также превр<ццает<я в глутамат по обращенной цепочке реакций биоснптеза орннтппа. Алания путем переампп<июиаппя с а-кетоглутаратом образует ппруват. В Х 9.7 всг этп процсссь< будут сум<шровапы в общей схеме пополнения компон«птов ш<кла трпкярбоповых кислот и запасов пкрувата в результате деградации <я<мелим«х и незаменимых амшк>кислот.
Серии деградирует через промежуточное образован<к глпцпиа, который в реакции переаминнрованпя, каталпзпруемой <лицин иианотраясфера<ой ин;сн саа- + оо('-соси си саа— 392 (1Х.52) = иса-сао- + -оас-сн(нн;)сизсизсаа- превращается в ается в глиоксилат. Последний может окисллться с помощью <<Аа', превращаясь в оксвлилкофермент А по реакции ИСО-Саа- + С.-80 + ИАО = Сей-8СО-СОО- + НАО И (11.58) катализируемой <лиаксила<а де<идро<еназой (апилиуу<аи<ей). Декарбоксилирование, катализируемое охсалилхофер,иеят А дехарбахсилазой, приводит к формнльному производному кофермента А, а действие фермента форшилхофержеит А <идролазы переводит последнее в формиат.
Он, в свою очередь, может соединяться с тетрагидрофолатом при действии форл<илтетра<идрофала<п синтетазм по реакции ИСОО + ТИР + РРР-Айо -а ИСО-ТИР + РР-Аде + ИРОз (1Х.54) соо с«нн, ! ~нон соо + я*вен ~ 3 сн, Сн,он соо сне оо соо + + нмн< а<а Нияз алое н н «н < 2 оо соогоз сн< ч. м< еа ю мака 393 в результате чего пополняется запас одноуглеродных фрагментов. Из синтетических процессов, протека<ощнх с участием заменимых аминокислОт, в пеРвУю очеРедь следУет УпомлнУть Роль глУтамата и 7-Нит-гРУппы глУтамина в качестве доноров аминогрупп. Аспартат также используется в качестве донора атомов азота, как видно на примере реакции (11.41).
К оме того, он участвует в биосинтезе пнрнмидпновых нуклеотпдов (см. $ .6 р и некоторых незаменимых аминокислот (см. ншке). Серии как уже говорилось в з 4.2, является донором одноуглеродных фрагментов, необходимых для синтеза некоторых специальных систем, в частности пуриновых нуклеотидов (см. 1 9.6), и для пополнения запасов 9-аденозплметионина — главного источника метильных радикалов для многочисленных реакций мегилирования. Кроме того, серии входит в состав фосфатпдилсернна н является структурным элементом двух важнейших фосфолиппдов — фосфатидилзтаноламина и лецитина (см, з 9.2).
Глицин используется в качестве строительного блока при синтезе пурпновых й колец (см. з 9.6). Кроме того, он является одш<м пз участников биосннтеза тако чрезвычайно важной структуры, как порфнриповая. Па рис. 1!1 приведена схема биосинтеза важнейшего порфирина — протопорфнрнна 11, непосредственного предшественника гема (1, 1 1.1) и предшественника хлорофилла (122, з 8.7). Незаменимые аминокислоты синтезируются и деградируют в живых организмах уникальными многостаднйными путями.
В большинстве случаев, как будет видно из последующего изложения, исходными веществами являются компоненты гликолитической цепи и цикла трикарбоновых кислот. Они же образуются при деградации аминокислот. Биосинтез треонина проходит по следующей схеме: со,е ~~ зе1 3 йлбрй ооссн,,' с«,сн,соо"нй, — сй,, н О$ — '-' нн,сн,соси,сн, соо й й СН,-~Н-~Н-СОΠ— СН;Сн-~-СОО НН3 й 1 сн -с-снон-соо он .оосс сн,сн,соо ооссн, сн,соо- ооссн,сн, н„с си,соо- -иосси,сн, ,соо- н еле «и си- сн, ,„! ! Я оосси,сн, н, снсоо НЗС Н-С-СОО НЗ с н -соо" н,с С Н-С-СОО <3 > НзС ОН зн,о бо, НЗСХ лл -"-' — тв~ ~Н вЂ” С-СОО «< НЗС О н, сн, сн, оо сан,сн, 3-нзолрелнлналзт — и ооссн,сн, 3 -нзолролнлналат нетеледлнн лерлнн т +нн с + зсосн сзчсоо <-ооссн 'нн, ~Д~„ 4' иосси,сйз л й,сй,соо- "Я!" босси,сн, сн, Рис. 111.
Схема биоеинтезя протопорфириня!Х Ферменты, клталйзирук>щие отдельные стадии цепи, приведены е при >оден>ти е таблице ферментов. В структуре г>орфобилиногекя щтрихоеои дикнеи раздел>*ны полоеины молекул, полтиенкые и > ртиных молекул 5-яминолеаулинатя. Уропорфиркноген Ш обря>ует я при т >летки дополнительного белка косиктязы <. Как следует из этой схел<ы и из предыдущего и<>з<о,<,гния. сто углеродный скелет происходит из фумарата или оксалоацетатн, являющихся пейосредствс и и ы ьш предшественниками асиартата.
Сначала в три стадии происходит восстановление ~карбоксильной группы аспартата до гидроксигруппы, приводящее к образованию гомолога серина — то.иосерика. Затем в две стадии проигхо:и<т «зомеризацня гомосернна в треонин с промежуточным образова<шем а-кстобутпрата. Обе стадии представляют собой обратимые реакции гидратац<ш — дггидратации переходящих друг в друга гидроксиамипокислот, причем н обоих случаях дегидратацпя сопровождается заменой амииогруппы на кстогруппу и катллизируется ферментами, содержащими в качестве кофактора оиридоксаньс!>огфвзх — >ожоеерин де<идратазой и треонин дтидратлзо«. а-Еетобутирнт янляетел одпонреыгппо исходным соединением для биоеинтеза изолей<и<ня.
Валин и изолейции образуются по идентичной схеме: 394 й й й 1 сн сосоо- + с-соо- ' сн со-с-соо-!+Со 1 ' сн;с-со-соо- з !! з т о он он Все ферменты, катализирующие отдельные стадии этих ир о< ассов, являются общими для иосиите а б иитеза обеих аминокислот с разветвленной углеродиой цепью. Процесс в случае биосиитеза валин>< начинается с соед<шеипя двух молекул пиру- вата, а в случае и с е биосиите>а кволой<сина — с соединения иируааза и о-кетобутирата.
Сначала в несколько стадий образуются соотнс"гствующие о-кетокислоты, а па заключительном этапе происходит их переамипироннпие с глутаматом, приводящее к аминокислотам. Непосредственный предшественник валина а-кс гоизо< р с, >алс ат одное >емеи<ю является предшественником леушкин. 11поешггез лей< иин идет ио следующей схеме: СО-СОО н с ~нонСОО Нз С <3> Н,~ ! „< Н,С 1 ' 1, ,С Н3С ННЗ На перво стади< й < с участиел< фермента 3>-изей<>онидаалан> синтезы происходит присоединение ацетилыюго остатка ацетилкоформеита А к а-кетогрупие кетоизовелерата с образованием 2-изоироииль<алнзтт, который и дне стадии превращается в непосредственный предшественник лейципа — кстолейции.
11ереамицировапие последнего с глутаматом, приводящее к образоваии<о лейцииа, проходит с участием того же срирмента, фе, который каталнзируот реакцшо переамшпцюваиия при биосинтезе валина и из . олейц<ш — ад<к><о>лрпнсферазь< разоетолекпыг ажикоаис- а дот. Лизин у бактерий и фотосинтезпрующих ртщтешш образуется н результате денар ксили боксилирования мезе-'2,б-дивани<онпз<ел<и<с>вой кислоты, ккгнлпзируемого диажинонид<едииа>н денарбохгилазорд + ООС-СНСН СН СН СН-СОΠ— - ООС-СНСН,СН СН,СН;ЙН, + СО, ЩИ! нн !+' ' '1+ нн МН з н н -О-Р-ОСнз-4 — ~-~'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
