Биохимия 2 (1984) (1128710), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Глутамат-аминотрансфераза, важный из этих ферментов, катализирует перенос аминогруппы на п-оксоглутарат. а-Аминокислота + и-Оксоглутарат — иОксокислота + Глутамат. Алании-аминотринсферизи, также преобладающая в тканях млекопитающих, катализирует перенос аминогруппы на пируват. а-Аминокислота + Пируват а-Оксо- кислота ь Алании. Образовавшийся прн этом алании может передавать свою аминогруппу на п-оксоглутарат с образованием глутамата. Две названные аминотрансферазы игриют роль своего рода нворонока, направлзнощих иминогруппы от различных иминокиглот в глутимат для последующего преврищения в ННл. Ион аммония образуется из глутамата путем окислительного дезамннирования. Реакция катализируется глутамат-дегидрогеназой, которая обладает необычной способностью использовать как 1т1АГз", так и 1т1АПР'. с — соо- ~Н2 1Н2 Н вЂ” С вЂ” СОО( сн, ( сн, ) соо- + НАО+ +'Н О НН++ ( НАОР+) + НАОН + Н. (нпн НАОРН) СОО н-Океегнутарат Гпутанат Активность глутамат-дегидрогеназы регулируется аллостерическн.
Фермент позвоночных состоит из шести идентичных субьединнц, способных к дальнейшей полнмеризации. Гуанозинтрифосфат (ОТР) и аденозннтрифосфат (АТР) являются аллостерическими ингнбиторами, тогда как гуанозиндифосфат (ООР) и аденозиндифосфат (АОР) служат аллостернческими активаторами. Следовательно, сниэкение энергетического эарнда ускпрлвн2 окисление аминакислапь Превращения, каталнзнруемые амннотрансферазами н глутамат-дегидрогеназой, описываются следующей суммарной реакцией; 18.2. Пиридоксальфасфат, простетическая группа амииотраисфераз, образует в качестве промежуточных продуктов шнффовы основания Простетической группой всех аминотранс- фераз служит пиридаксальфосфап2 (ПЛФ), являющийся производным пиридаксина (ви- тамина Вв ).
В процессе трансаминирования происходит временное превращение пири- доксальфосфата в аиридоксамин(басфатп (П МФ). ПЛФ-ферменты образуют с субстратами в качестве промежуточных продуктов шнффовы основания. В отсутствие субстрата альдегидиая группа пиридоксальфосфата связана в шиффовом основании с е-аминогруппой специфического остатки лизина в активном ценпэрв.
При добавлении аминокислотного субстрата образуется новое шиффово основание. а-Ами12агруппа амино- О с КАОН + 1 Н т Нгы ( ЫН21 Мачевннв НАО++Н О У сухопутных позвоночных ) (Н4 превра- щается в мочевину, которая затем выделяет- ся с мочой. Синтез мочевины мы рассмот- рим в дальнейшем. кислоп2наго субстрата замен(авп2 в активном центре е-ХН2-группу лизина.
Образующееся шнффово основание между аминокислотой и пиридокснльфосфатом остается прочно связанным с ферментом нековалентными связями. кн 1 0 Н О вЂ” Р— ОН2С ~ ОН 0 СН, СН,ОН НОН С ОН сн Н Пнрндекевнннфеефвт (ПЫФ) Пнрндевевпьфоефвт (ПЛФ) Пнрндекенн (антенна Вв) 18. Разрушение аминокислот н цикл мочевины 161 11 З1 а-Аминокислота + )ч(АО + Н20 (или )т(АРР ) а-Оксокислота + )'(Н4 + + ХА(гН + Н' (илн (ХАТ)РН). а.днннокнспетв а.пксогпутарвт а-Океекнспотв Гпутвнвт 0 — РОН2С ~ ОН ) -о ., сн, а Оааекманета й с — соо- о й с — соо)! Ц т — с — соо- нн. ! н— й он у СН, ! ~-( ~ — о н н ваьвимин Кетмени Предложенный механизм для реакций трансаминирования.
Н Пирмяанааиннфеафат Рис. 18.2. н Й«-с — соо К ь Рис. 18.3. и,о СОО ! — а-е С=О + НН, сн Пмртаат 18. Разрушеняе аминокислот н цикл мочевииы 163 о 18.3. Серии н треония могут дезаминироваться непосредственно а-Аминогруппы серина и треонина могут непосредственно превращаться в !ЧН4, по- тому что в боковой цепи каждой из этих аминокислот имеется гидроксильная груп- па. Эти реакции прямого дезаминирования катализируются серия-дегидратазой и трео- нин-дегидратазой, простетической группой которых служит ПЛФ.
Серии + Пируват ч- ХН", Треонии — и-Оксобутират + )')На . Указанные ферменты названы дегидратазами, поскольку в катализируемых ими реакциях дезаминированию предшествует дегидратация. Серии теряет атом водорода при и-углероде и гидроксильную группу при !)- углероде с образованием аминоакрилата. Это нестойкое соединение реагирует с Н,О, давая пируват и )чНа . 18.4. У большинства наземных позвоночных ХН' превращается в мочевину н в таком виде зкскретируез.ся Часть )чНа, образовавшегося при разруше- нии аминокислот, расходуется на биосинтез азотистых соединений.
У болыпинства на- СОО- и,о СОО- Н,Н вЂ” С вЂ” Н -~ — ь "Н Н вЂ” С !! СН ОН Снт Серии яммнеааринат 0 н !! -о — рон,с он О Сн| Н Пиридоксальфосфатные ферменты лабилизируют одну из трех связей при и-углеродном атоме аминокислотного субстрата. Например, связь а лабилизируется трансаминазами, связь Ь вЂ” декарбоксилазами и связь с — альдолазами (такими, как треоиин-альдолаза). Пиридоксальфосфатные ферменты катализируют также реакции при 8- и у-углеродных атомах аминокислот.
земных позвоночных избыток ХН~ превращается в мочевину и в таком виде выделяется из организма. У птиц и наземных пресмыкающихся ХНа превращается в мочевую кислоту, которая и вылеляется из организма, тогда как у многих водных животных он экскретируется как таковой. Эти Н,О Аргнннн Фунпрп р о !! н,м — С Мочопннп Орннгнн Аргннннооукцннпт Карбоноипфоофпг и — С !! 0 Цнтрулпнн Аоппртат я' — мн С07+ н н — с=ми МН," ! ~Н7 1нг СН ! Н вЂ” С вЂ” МН + 7 СОО- Аргнннн и!7~3 ! сн г!™7 СН, н — с — мн,' ! СОО Орннгнп но О 2 -Ъ н,м — с- мн,+ Ночопннп О !! Н вЂ” М вЂ” С вЂ” МН 7 сн сн ! сн Н вЂ” С вЂ” МН+ 7 СОО Цнгруплнй +Н М ! сн сн ! сн Н вЂ” С вЂ” МН г СОО Орннгнн + Р, Кпрбпионлфоофпг Рис. 18.4.
Цикл мочевины. три группы организмов носят название уреотелических, урикангеличесхих и иммоногнелнческнх. У наземных позвоночных мочевнна синтезируется в цикле мочевинм. Эту последовательность реакций постулировали Ганс Кребс и Курт Гензеляйт (Напк КгеЬз, Кпгг Непзе!ей) в !932 г; за пять лет до открытия цикла трикарбоиовых кислот. Цикл мочевииы-в сущности первый обнаруженный Часть И. Генерирование и хранение энергии циклический метаболический путь. Один из атомов азота мочевины, синтезируемой в этом цикле, происходит из аммиака, другой †аспартата. Углеродный атом моче- вины происходит из СО7, Переносчиком этик атомов углерода и азота в цикле моче- вины служит орннпгнн, Непосредственным предшественником мочевины является аргнннн, который гидролизуется иргиназай на мочевину и орнитин. В результате других реакций цикла моче- вины происходит синтез аргниина из ории- тина. Вначале имеет место перенос карбамоильной группы на орнитин с образованием цнпгрул,гана, катализируемый орнитин-карбамоилтрансфераэой.
Донором карбамоильной группы в этой реакции служит карбамоилфосфат, обладающий высоким потенциалом переноса благодаря наличию ангидридной связи. Аргининосукцинат-синтетаза катализирует далее конденсацию цитруллина и аспарата. Этот синтез аргнниносукцннагна запускается расщеплением АТР на АМР и пирофосфат и последующим гидролизом пирофосфата. ". 1-0 '! О-— 7 0 'н,й соо!! н — й — с — н — с — н ! Сн7 н Сн, ! Сн, СОО- сн, н — с — йн,. соо- Артмнннпсукцннат о Н вЂ” й — С вЂ” НН 7 сн, СН7 + сн, н — с — йн, соо- Цмтрупамн соо4Ы й — С вЂ” Н 3 унт соо- Аспартат На последнем этапе аргининосукциназа расщепляет аргнниносукцинат на органик и фумарат. Отметим, что в этих реакциях переноса аминогруппы аспартата с образованием аргинина углеродный скелет аспартата сохраняется.
анны используются четыре высокоэнергетические фосфатные связи. Важную роль в цикле мочевины играет синтез фумарата, поскольку он связывает между собой цикл мочевины и цикл трикарбановых кислот (рис. 18.5). Фумарат гидратируется в малат, караапомпфаафат Потребление двух молекул АТР обусловли- вает фактическую необратимость синтеза карбамоилфосфата, щаться в глюкозу по пути глюконеогенеза; 3) он может конденсироваться с ацстил- СоА, образуя цитрат.
Примечательна также комнартментация цикла мочевины и связанных с ним реакций. Образование )ч Нл под действием глутаматдегидрогеназы, его включение в карбамоилфосфат и последующий синтез цитруллина происходят в митохондриальном матриксе. В отличие от них следующие три реакции цикла мочевины, приводящие к образованию мочевины, протекают в цитоэоле. 18.5. Цикл мочевины связан с циклом три- карбоиовых кнсяот Стехиометрия синтеза мочевины следую- щагн СО, + )чН; + ЗАТР + Аспартат + + 2Н7Π— Мочевина + 2АТ)Р + + 2Р,. + АМР + РР,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
