Биохимия 2 (1984) (1128710), страница 64
Текст из файла (страница 64)
хорнзмат превращается в префенат, непосредственный предшественник ароматического кольца фенилаланина и тирознна. В результате реакций дсгидратации и декарбоксилирования префената образуется фенилпирувапь Кроме того, окислигельное декарбоксилирование префената дает и-гидраксифелилпируват, Эти и-оксокислоты полвергаются переаминированию, образуя феиилалинии н тирозии соответственно.
Ветвь, которая начинается с синтеза интранилата, приводит к сингсзу трилтафина. К хоризмату присоединяется аминогруппа боковой цепи глутамина и образуется антранилат. Вообще глута.иин г77улеит донорам аминагрупп во многих реакциях биогинтези. Затем антранилат конленсируется с фосфорибозилпирафоефатом (ФРПФ), иктивированной фор.иой рибозофогфата. Кроме того, ФРПФ ключевой промежуточный продукт синтеза гнстидина, а также пурин- и пиримидиннуклсотндов (раэд. 22.3).
Атом С-! рнбозо-5-фосфата связывается с атомом азота антранилата. Движущая сила этой реакции — гндролиз пирофосфата. О О СОО о — р — о с СН, СН, о- ~' (н НΠ— С вЂ” Н С С он НО СОО 3 дезономараанногемтунозонат-у фоофат О Рибозный остаток фосфориболизантранилата претерпевает перестройку (рис.
21.12) с образованием 1-(О-карбоксифениламино)- 1-дезокснрибулозо-5-фосфата. Этот промежуточный продукт расщепляется и декарбоксилируется с образованием индах-3-глицеролфосфати. Наконец, индол-3-глицерол- т О РОСН н н + РР; но Он Лсв'фоофориоотнп. ° нтранмлат Антраиипат СОО ! С=О СОО н — С вЂ” нн 3 сн Фенмлпмруаат Феимлаианмн О !! ООС СН вЂ” С вЂ” СОО СОО ! С=О ! СН СОО" н — С вЂ” нн з ОН Хоримтат ОН ОтРОСнт О Н О О !! !! Н О вЂ” Р— Π— Р— О + НО ОН О- О! Фоофермаоэилпнрофоофат !Фри о! фосфат реагирует с серином, образуя триптофап.
Глицерофосфатная боковая цепь индол-3-глнцеролфосфата заменяется углеродным скелетом и аминогруппой серина. Эта реакция катализируется триптофан-синтазой. Триптофап-сиптаза Е.сой имеет субъединичное строение птр,. Фермент можно диссоциировать на две и-субъединицы и комплекс !3,. По отлельности они катализируют частичные реакции, приводящие к синтезу трнптофана: и-Субътдииица Индол-3-глнцеролфосфат — — — — —- -+ Индол + Глицеральдегнд-3-фосфат, Индол + Серии -~'-'-'-'"-'-"-'-а Триптофан + + н,о. Рмс. 21.11. Синтез тирозина н фенилаланина из харизмата. Каждый активный участок !3, содержит в качестве простетической группы пиридоксальфосфат.При образовании комплекса пт!3т каталитические свойства его компонентов и и !3, заметно меняются.
Скорости частичных реакций под действием комплекса ат!3, более чем в 10 раз превышают скорости реакций, катализируемых отдельными субъединицами. Более того, синтез триптофана под действием ат!3, осуществляется с помошью согласованного механизма, Индол, образовавшийся в первой частичной реакции, сразу же реагирует с серином, не высвобождаясь из комплекса с ат!3н Таким образом, взаимодействия между субъединицами мультисубъединичного фермента могут изменять его каталитические свойства. н Гмароиомфанилпируает тираним 21.
Биосинтез аминокислот и гема о )) фрпф Π— РΠ— » О ) СОО СН но НО ОН И-б' фнефврнбннннантраминат днтрннннат Хвритмат ОН ОН ОН О С вЂ” О С вЂ” С вЂ” С вЂ” СНт — Π— Р— О С. Н Н О М Н Н т (в.карбакемфаннннниннрьдатнкенрнбунвтнбфаефат Гницнраньднгид. Н Н 3 фоефат Н Н О ) )»» Сирии С С СНт О Р 0 ! ) т -'- =' ! ! — )- н соо ОН ОН О Н М Н трмнтнфам Индов 3 тннцвранбтнефат Иигибирувтся продуктом г А — ! ! — »В — 'С вЂ” +Π— +Š— +2 Рмс. 21.12.
Синтез трнптофана из харизмата. 21.10. Гистнднн синтезируется нз АТР, ФРПФ и глутамниа Пути биосинтеза ыютидииа в клетках Е.сой и Яайнонейа обладают многими сложными и новыми для нас особенностями (рис. 21.14). Послсловательность реакций начинается с конденсации АТР и ФРПФ, при которой )»)-! пуринового кольца связывается с С-1 рибозной группы ФРПФ. Что касается готовой молекулы, то пять атомов углерода гистидина происходят из ФРПФ. Адсниновый остаток АТР дает азот и один углеродный атом имидазольного кольна гистидина.
Второй атом азота имидазольного кольца происходит из боковой цепи глутамина. Важная особенность этого пути состоит в том, что рибонуклеотид 5-аминоимидазол-4-карбоксамида, образующийся при реакции расщепления с образованием имидазольного кольца, служит промежуточным продуктом в биосинтезе пуринов Часть Ш. Биосинтез 242 предшественников макромолекул (разд. 22.4). Таким образом, пути биосинтеза гистидина и пуринов оказываются взаимо- связанными. 21.11. Биосинтез аминокислот регулируе~ся ингибнроваииеи конечным продук~ом Скорость синтеза аминокислот зависит главным образом от количества ферментов биосинтеза и ог их ферментативной активности.
Перейдем теперь к регуляции ферментативной активносги, Регуляция синтеза ферментов буле г обсуждаться в гл. 28. Первая необратимая реакция пути биосинтеза, которая называется направляющей реакцией, или решающим этапом (решающей реакцией),— обычно важный участок регуляции. Конечный продукт п>ти (7) часню ингибирует фермеюн, катализиррои(ий первгю решаннигю реакиию (А — В). Регуляция такого рода необходима лля сохранения строительных блоков и метаболической энергии. Первый пример этого важного принципа регуляции метаболизма бьш йн,« н — с — соон — с — он — ~~ сн, Ингибируетсн итопеицином треоннн о-Окооаутирвт соо- —.» — » — » — » н — с — сн, сн, ) сн Иеоивяцин Π— «Е — »У А — »В — чс р — «о~? Предположим, что высокая концентрация Х или с поднос»ью ингибирует первую общую стадию (А — «В).
Тогда при высокой концентрации Х буде» подавлен син»еэ 7, даже если его солержание ниже необходимо» о уровня. Очевидно, такая схема регуляции не оптимальна. В действительности в разветвленных биосинтетических путях было обнаружено несколько тонких регуляторных механизмов, (, Постсдовингс.гьнал рагу.шцил ло дринцилу с»брагиной связи. Первая общая реакция (А — В) непосредственно не ингибируется пролуктами Х или к,. Вместо этого конечные продукты ннгнбируют начальные реакции Ингнанруетоп конечным продуктом Х Ингиенруетоп конечными продуктемн (т» и 0 — «Е — «у ~ф — »с Р В А !) — «В Инп»онруетьк конечным продуктом у «ь' обнаружен при изучении биосннтеза изолейцина в клетках Е.со(Е Дегилратация и дезаминирование треонина с образованием ц-оксобутирата — решающая реакция в синтезе изолейцина.
Катализирующий эту реакцию пиридоксалевый фермент нгрсаниндезаминаза аллостерически ингибируется изолейпином. Подобно этому, триптофан ингибирует ферментный комплекс, катализирующий первые лве сталин превращения харизмата в триптофан. Рассмотрим разветвляющийся биосинтетический путь, конечныс продукты ко» орог о Х и с. каждой из ветвей: Х ингибирует реакцию С вЂ” О, а с.— реакцию С вЂ” «Г.
Высокая концентрация С в свою очередь ингибирует реакцию А - В. Таким образом, первая общая реакция блокируется только в том случае, если оба конечных продукта присутствуют в избытке. нс о о +нн - бурон,с -' Рнс. 21ЛЗ. Предполагаемый промежуточный продукт при сингезе гриптофана.
Серии образуст шиффово основание с ПЛФ, связанным с ()-цепью белка, которое затем дегндратируется и образует шнффово основанис аминоакрила»а (показано красным цветом). Этот связанный с ферментом промежуточный продукт атакуется индолом, продуктом лругой частичной реакции, катализируемой а-субъелиннцей белка. В резулшате образуегся триптофан. ?О. Биосинтез аминокислот и гема + ОРОС ®О -ОР-® НО ОН аГ-б' фосфорибозигзАМР но ОН Всб' фосфорвбозва ДТР оРПФ Рвбоиузлаотид Вавввоииидакиз Ьзарбозсатшда оы огп 1 сн, 1 С=О н — С вЂ” ОН ®О Н вЂ” С вЂ” ОН СнгО(3Р Рвбоиуклаотид Дк б'чбссфорибулозвлфсрквкиво б аоиисикидоивз Ькарбсксаввда нс- !1 ~-н СН 1 н — с — нн,+ Сн,ан Гвствдввол Гвстидив Последовательная регуляция конечным продуктом действует при синтезе ароматических аминокислот в клетках Вас111из зиЬг111т.
Первые реакции после разве~аления обгцего пути биосинтеза фенилаланина, тирозина и триптофана ингибируются соответствуюшими конечными продуктами. Рве. 21.14. Биосинтез гистидина в клет- ках Е, сой и Ви1пгопе11а (буквой Р в кружочке обозначена фос- форильная группа). Часть П!. Биосинтез 244 предшественников макромолекул нс- 11 С Н вЂ” С вЂ” ОН 1 н — С вЂ” Он 1 Сн,О® Ииидазолтливарол- фссфзт НС 11 С 1 Снг ! С=О 1 СН,О® Иивдааолааотол фссфат нС- !1 С 1 сн г н — С вЂ” нн,+ 1 СН,О® Гвствдвиолфссфат Рибуиуклаотид бкб'фосфсрвбозвлфорквивво В зиввсвквдазсл.скзрбоксиввда нс- 11 1-н сн, н — с — нн,+ СОО- Если все три продукта присутствуют в избытке, происходит накопление харизмата и префената.
Эти промежуточные продукты, синтезирующиеся в реакциях перед точкой разветвления путей, в свою очередь ингибируют первую общую реакцию всего биосинтетического пути -конденсацию фосфоенолпнрувата н эритрозо-4-фосфата. 2. Множественность ферментов. Отличительное свойство этого механизма то, что первая общая реакция (А В) катализируется двумя различными ферментами. Один из них ингибнруется продуктом У, а другой-продуктом 7..
Таким образом, чтобы полностью предотвратить превращение А в В, концентрации и У, н г. должны быть высокими. Кроме того, при такой схеме регуляции, как н при послеловательной регуляпии по типу обратной связи, Ъ' ингибирует реакцию С вЂ” (З, а 2 — реакцию С Е. Иигибирувтся коивчиым продуктом у Иигибируется «оивчиым продуктам у -((- Ч)--' Иигибирувтс» «аиечиым продуктом Х О вЂ” «Е — «у у Иигиаирувтая «аиечиым продуктом Х Дифференциальное ингнбнрованне множества ферментов используется для регуляции многочисленных метаболических путей у микроорганизмов. У Е. сой конденсация фосфоенолпирувата н зрнтрозо-4-фосфата катализируется тремя различными ферментами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
