Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Аминокислоты являются важнейшими субстратами метаболизма азота в гетеротрофных организмах. От аминокислот берут начало белки, ферменты, пуриновые и пиримидиновые основания (и нуклеиновые кис ты), пиррольные производные (порфирины), биологически активные соединения пептидной природы (гор ны), а также ряд других соединений. При необходимости аминокислоты могут служить источником энер-•. главным образом за счет окисления их углеродного скелета.
В живых организмах аминокислоты образуют пул, величина которого во взрослом состоянии остается г и зио логических условиях постоянной. Она соответствует разнице между поступлением аминокислот извне иногда из эндогенных источников, и расходом аминокислот, служащих субстратами в анаболических атаболических процессах. Живые организмы не запасают аминокислоты и белки впрок, поэтому необходимое количество азота (лучше в форме аминокислот) должно поступать с пищей. Во взрослом организме в фи-зилогических условиях количество поступающего и выводящегося азота одинаково (азотное равновесие).Аминокислоты из экзогенных источников (из пищи) всасываются в пищеварительном тракте и переносятся в печень и другие ткани и органы, где они далее используются. Кроме того, источником аминокислот zoгенный источник) могут служить тканевые белки организма, которые постоянно подвергаются метаболизмом с освобождением входящих в них аминокислот. Эти аминокислоты используются для синтеза новых остатков лишь в малой степени, однако эндогенные источники очень важны, поскольку они обеспечивают около двух третей всего пула аминокислот, и только одна треть аминокислот поступает из пищи. Это было доказано изучением обращения тканевых белков с помощью изотопов. Скорость распада и синтеза индивильных белков (выраженная в биологическом полупериоде) различна для разных тканей одного и того же организма. Так, биологический полупериод белков печени и плазмы крови составляет 10 сут, белков слизистой оболочки кишечника-всего лишь несколько суток, а полупериод гормонов белковой природы и фермента только часы или минуты (для инсулина 6-9 мин).
Незаменимые аминокислоты-это те аминокислоты, которые не могут синтезироваться данным организмом. Для человека это Val, Leu, He, Lys, Met, Thr, Phe, Trp и, в определенных условиях, также Arg и His. Использование аминокислот как блоков для белкового синтеза описано в гл. XIII, а их роль как субстра-з для синтеза других биологически активных соединений обсуждается в гл. VIII.
Превращения углеродного скелета аминокислот в аэробных условиях приводит к соединениям, которые
; 1лее включаются в цикл лимонной кислоты и подвергаются там дальнейшему окислению. Этот процесс начинается с предварительного удаления аминогруппы. Чаще всего это достигается переаминированием, в ходе которо аминогруппа аминокислоты переносится на а-кетоглутаровую кислоту, которая в результате превращается в глутаминовую кислоту. Затем специфическими дегидрогеназами глутаминовая кислота дезаминиется до а-кетоглутаровой кислоты и NH3. Аэробное дезаминирование аминокислот неспецифическими оксидазами (кроме случая лизина) не является типичным для человека.
Переаминирование аминокислот также является важным связующим звеном между метаболизмом амино-;слот (белков) и Сахаров. В этот процесс вовлечены заменимые гликогенные аминокислоты, которые превра щаются в гликоген за счет глюконеогенеза через ряд промежуточных соединений цикла лимонной кислоты, глеродные атомы аминокислот могут включаться в цикл лимонной кислоты пятью возможными путями :- виде: а) ацетил-СоА, б) а-кетоглутаровой кислоты, в) сукцинил-СоА, г) фумаровой кислоты, д) оксалоаце--iia.
Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот. Он токсичен для организма и выводится в в различных соединений. У человека, других млекопитающих, а также у пластиножаберных рыб коне1-продуктом является мочевина, у птиц и пресмыкающихся-мочевая кислота и у костистых рыб конечный дукт->Ш3 (образующийся деградацией глутамина). Только беспозвоночные могут выделять аммиак ка ковой в окружающую среду.
Мочевина образуется в результате процесса, который получил название цикла мочевины (орнитина}. биосинтеза мочевины требуются две молекулы аммиака (одна для образования карбамоилфосфата, а для образования аспарагиновой кислоты). Источником аммиака для первой реакции служит окислите.: дезаминирование глутаминовой кислоты; для второй реакции используется аммиак из аспарагиновой лоты, которая образуется из глутаминовой кислоты при переносе аминогруппы на оксалоацетат. Обе pea-протекают в матриксе митохондрий клеток печени. Глутаминовая кислота проникает в митохондрии из плазмы с помощью специфического переносчика. В цитоплазме находится предшественник глутамик кислоты - а-кетоглутаровая кислота, являющаяся основным акцептором аминогрупп, переносимых от аминокислот в реакции переаминирования. Реакцией орнитина с карбамоилфосфатом образуется цитру." который затем с участием аспарагиновой кислоты превращается в аргинин. Аргинин отщепляет молекул;, чевины под действием аргиназы с образованием орнитина, замыкая, таким образом, цикл. В целом является эндергоническим процессом и требует три молекулы АТР (две для образования карбамоилфосс. и одну для реакции цитруллина с аспарагиновой кислотой). Цикл мочевины происходит в пе-
Декарбоксилирование аминокислот-это процесс, который у высших организмов особенно интенсивно исходит после смерти. Такие биогенные амины, как кадаверин и путресцин, образуются соответственн лизина и орнитина. В живых организмах аминокислоты декарбоксилируются под действием микробнь: карбоксилаз (например, в толстой кишке).
Врожденное отсутствие некоторых ферментов, катализирующих метаболизм аминокислот, или снижг их активности вызывает так называемые врожденные нарушения обмена. Эти пороки метаболизма свя с чрезмерным накоплением и выделением промежуточных соединений нормального превращения аминою:. (например, фенилпирувата, гомогентизиновой кислоты, п-оксифенилпирувата).
МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ ВЫСШИХ ЖИВОТНЫХ
большинство реакций превращения аминокис лот протекает в печени. Здесь синтезируются белки печени, а также большинство белков плазмы крови. Распад этих белков протекает также в печени. В печени синтезируются некоторые азотсодержа щие соединения: пуриновые и пиримидиновые ос нования, никотинамид, мочевая кислота, креатин, мочевина. Некоторые из этих превращений оказы ваются необратимыми, и образующиеся соедине ния транспортируются из печени и выводятся из организма с мочой. Кроме того, в печени синтези руются некоторые заменимые аминокислоты.
После дезаминирования углеродный скелет ами нокислот либо окисляется в аэробных условиях и служит тем самым источником энергии, либо ис пользуется в биосинтезе, включаясь в цикл трикар-боновых кислот.
ПЯТЬ ВАЖНЕЙШИХ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ АМИНОКИСЛОТ
1. Декарбоксилирование
Первичные амины образуются декарбоксилирова-нием аминокислот. В эту реакцию вступают все аминокислоты; образующиеся амины далее превра щаются под действием моноаминооксидазы иле диаминоксидазы.
2. Окислительное дезаминирование
При окислительном дезаминировании аминокислот образуются соответствующие кетокислоты. NAD FAD или FMN выполняют роль акцептора водоро да. В этой реакции принимают участие оксидазы аминокислот и дегидрогеназы.
3. Переаминирование
Переаминированию подвергаются главным обра зом Glu, Asp и, в некоторых случаях, Asn и Ala. Од нако этот процесс может протекать и с участие других аминокислот. Переаминирование-это сх новная биосинтетическая реакция заменимых ами нокислот, протекающая в присутствии кофермент-роль которого выполняет пиридоксальфосфат.
4. Модификация боковой цепи
происходит главным образом при взаимных пре вращениях Ser?±Gly, протекающих в присутств; пиридоксальфосфата и тетрагидрофолиевой кис~ ты, а также при образовании фосфосерина из Se
5. Полимеризация
Пептидные цепи (три-, тетра-, пента-, олиго- и п. липептиды) возникают за счет полимеризации ам; нокислот.