Полная версия

Главная arrow Медицина arrow БИОХИМИЯ Часть 2.

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

24.8.4. Биосинтез незаменимых аминокислот

Как указывалось ранее, незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме человека и животных, их необходимо включать в состав пищи для обеспечения оптимального роста и для поддержания азотистого баланса. Для человека являются незаменимыми следующие аминокислоты: лейцин, изолейцин, валин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин, гистидин и аргинин. Восемь из перечисленных аминокислот оказались незаменимыми для многих изученных видов высших животных. Что же касается гистидина и аргинина, то эти аминокислоты могут синтезироваться в организме, но в количестве, не обеспечивающем оптимального роста и развития. Иначе обстоит дело со всеми остальными незаменимыми аминокислотами, так как организм совершенно утратил в ходе эволюции способность синтезировать их углеродные цепи, т. е. «незаменимым» у незаменимых аминокислот является их углеродный скелет. Высшие растения и большинство микроорганизмов способны к активному синтезу этих аминокислот. Пути их биосинтеза у различных видов организмов идентичны или близки и гораздо сложнее, чем пути образования заменимых аминокислот. Во многих из этих реакций участвуют такие посредники, как тетрагидрофолиевая кислота (ТГФ), переносчик одноуглеродных фрагментов (—СН3, —СН2, —СНО, —CHNH, —СН=) и З'-адено- зилметионин — главный донор метильных групп в реакциях трансметилирования.

S’-аденозил метионин образуется в процессе АТФ-зависимой реакции из метионина:

В ^-аденозилметионине метильная группа метионина активируется под действием положительно заряженного соседнего атома серы, поэтому ее реакционная способность значительно выше, чем у УУ5-метилтетрагидрофолата (7У5-метил ТГФ).

Для примера рассмотрим биосинтез метионина, треонина и лизина, которые относятся к так называемому биосинтетическому семейству аспартата, т. е. в синтезе всех трех аминокислот в качестве одного из предшественников выступает аспартат.

Метионин и треонин синтезируются из аспартата с участием АТФ, НАДФН • Н+ и ряда ферментов, среди которых есть пиридоксальфосфатзави- симые, а также ферменты, содержащие в качестве простетической группы восстановленное производное кобаламина (витамин В12). Мстильную группу при биосинтезе метионина поставляет М5-метилтетрагидрофолат. Первые этапы биосинтеза этих аминокислот до образования гомосерина протекают одинаково, затем происходит разветвление путей:

Синтез изолейцина из треонина на первом этапе катализирует фермент треониндезаминаза, превращающая треонин в а-кетобутират:

Последнее соединение конденсируется с двухуглеродным фрагментом, в результате чего образуется а-ацето-а-гидроксибутират — ключевой промежуточный продукт в синтезе изолейцина. Синтез изолейцина включает пять стадий, последним заключительным этапом является реакция трансаминирова- ния с глутаматом.

Лизин у бактерий и высших растений синтезируется в результате конденсации аспартата с пируватом через диаминопимслиновую кислоту:

У плесневых грибов лизин образуется из а-кстоглутарата и ацстил-КоА через а-аминоадипиновую кислоту.

Синтез ароматических аминокислот фенилаланина, тирозина и триптофана также идет по общему пути. Предшественниками этих аминокислот являются фосфосноилпируват (промежуточный метаболит гликолиза) и эритро- зо-4-фосфат (промежуточный метаболит пснтозофосфатного пути). Процесс начинается с их конденсации и образования семиуглеродного сахара, который затем циклизуется с образованием 5-дегидрохинной кислоты. Дальнейшие преобразования последней приводят к образованию шикимовой, а затем хо- ризмовой кислот, на стадии которой происходит разветвление путей синтеза фенилаланина и тирозина с триптофаном:

Следует отметить, что приведенный на схеме путь синтеза тирозина как незаменимой аминокислоты выявлен у микроорганизмов и растений, в организме человека и многих видов высших животных, как отмечалось выше, он синтезируется путем гидроксилирования фенилаланина.

Синтез аминокислот с разветвленной цепью (валина и лейцина), так же как и синтез гетероциклической аминокислоты — гистидина, представляет сложные многоступенчатые процессы синтеза а-кетокислот, аминирование осуществляется, как правило, амидным азотом глутамина или а-аминогруп- пой глутаминовой кислоты.

Несколько упрощает ситуацию то, что все 20 аминокислот, как заменимые, так и незаменимые, могут быть подразделены всего лишь на шесть биосинтетических семейств (рис. 24.15).

Биосинтетические семейства аминокислот (по Л. Страйеру)

Рис. 24.15. Биосинтетические семейства аминокислот (по Л. Страйеру): выделены цветом метаболические предшественники; незаменимые аминокислоты отмечены звездочками

Становится понятным, почему пищевая потребность в незаменимых аминокислотах зависит от ряда условий, в том числе от наличия или отсутствия в пище метаболически близких соединений. Так, например, снижение потребности в тирозине уменьшает количество требующегося фенилаланина, а глутаминовая кислота подобным же образом может «замещать» аргинин. Потребность в метионине можно компенсировать гомоцистеином с добавлением адекватного количества доноров метильной группы.

Таким образом, для суждения о «незаменимости» аминокислоты необходимо не просто исходить из указанных выше критериев, но и учитывать другие компоненты пиши. Кроме того, потребность в аминокислотах меняется в зависимости от физиологического состояния человека (например, во время беременности, лактации или болезни), от его возраста и, возможно, от состава его кишечной флоры.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>