И их производных (по Т. Т. Березову и Б. Ф. Коровнику, 1983)

 

 

Субстрат	Продукт реакции	Распространение
живот­ные	расте­ния	микроорга­низмы
5-Аденозилметионин	5-Аденозилгомоцистеамин	+		+
я-Аминобензойная кислота	Анилин			+
а-Аминомалоновая кислота	Глицин	+
а-Аминомасляная кислота	Пропиламин			+
Антраниловая кислота	Анилин			+
I. -Аргинин	Агматин			+
Ь-Аспарагиновая кислота	Р -Алании	+(?)		+
1-Аспарагиновая кислота	а-Аланин			+
Ь-Валин	2-Метилпропиламин	+	+	+
1-Гистидин	Гистамин	+	+
Две молекулы глицина	2СО2 + 2г4Н3 + СН3СООН			+
Ь-Глутаминовая кислота	у-Аминомасляная кислота	+	+	+
\1езо-а; е-диаминопимелиновая	Ь-Лизин			+
кислота
3.4-Диоксифенилаланин	3,4- Д иоксифенилэтиламин	+	+	+
Ь-Изолейцин	2-Метилбутиламин		+	+
1-Лейцин	3-Метилбутиламин		+	+
1-Лизин	Кадаверин			+
-Метилен- Ь-глутаминовая	у-Амино-а-метиленмасляная		+
-.ислота	кислота
Норвалин	н-Бутиламин			+
Алло-р-оксиглутаминовая кислота	у-Амино-а-оксимасляная кислота			+
•/-Оксиглутаминовая кислота	а-Окси-у-аминомасляная кислота	+		+
5-Оксилизин	2-Оксикадаверин			+
5-Окситриптофан	Серотонин	+
п -Оксифенилсерин	л-Оксифениламиноэтанол	+
1-Орнитин	Путресцин	+		+
Ь- Серии	Этаноламин	+
[.-Тирозин	Тирамин	+	+	+
1-Триптофан	Триптамин	+
1_-Фенилаланин	Фенил этиламин	+		+
Ь-Цистеиновая кислота	Таурин	+
Ь-Цистеинсульфиновая кислота	Гипотаурин	+

Реакции декарбоксилирования, в отличие от других процессов проме­жуточного обмена аминокислот, являются необратимыми. Декарбоксилазы аминокислот являются сложными ферментами, коферментами которых, как и у трансаминаз, является пиридоксальфосфат (ПФ), специфичность их дейст­вия определяется апобелковым компонентом фермента. Механизм реакции декарбоксилирования аминокислот в соответствии с теорией пиридоксалевого катализа связан с образованием шиффова основания между пиридоксальфос-фатом и аминокислотой, лабилизацией всех связей в субстрате (а, Ъ, с).. обусловливает способность аминокислоты вступать в реакции трансамини вания (а), декарбоксилирования (Ь), альдольного расщепления (с). Неспецифическая декарбоксилаза ароматических аминокислот катализ рует декарбоксилирование триптофана, 5-гидрокситриптофана и 3,4-диокс фенилаланина (ДОФА). Продуктами реакций, помимо СО₂, являются соотве~ ственно триптамин, серотонин и диоксифенилэтиламин (дофамин): Образующиеся биогенные амины — триптамин, серотонин, дофамин об-| ладают сильным фармакологическим действием на множество физиологиче-1 ских функций человека и животных. Так, триптамин и серотонин оказывают ] сосудосуживающее действие. Кроме этого, серотонин участвует в регуляции артериального давления, температуры тела, дыхания и почечной фильтрации является нейромедиатором, который вызывает изменение поведения, напри­мер при шизофрении. Дофамин, возможно, сам является нейромедиатором а также предшественником широко известного медиатора норэпинефрина и гормона адреналина. Источником ДОФА в организме является тирозин, ко­торый под действием специфической гидроксилазы превращается в 3,4-диок­сифенилаланин. Тирозингидроксилаза открыта в надпочечниках, в тканях мозга и периферической нервной системы.

Другим примером образования биологически активных аминов в процес­се декарбоксилирования аминокислот является образование гистамина (из гистидина), большие количества которого выделяются из тучных клеток со-единительной ткани, вызывая аллергическую реакцию в ответ на действие ал­лергена: Количество гистамина увеличивается при различных патологических со­стояниях организма: травмах, стрессе, а также при введении в организм раз­личных ядов и некоторых лекарственных веществ (антибиотиков, лечебных сывороток и др.).

Гистамин обладает широким спектром биологического действия. Много гистамина образуется в очаге воспаления, обладая сосудорасширяющим дей­ствием, он ускоряет приток лейкоцитов и тем самым активирует защитные си­лы в борьбе с инфекцией. Большое количество гистамина образуется в слизис­той желудка, где он активирует секрецию пепсина и соляной кислоты.

Важную биологическую функцию выполняет у-аминомасляная кислота (ГАМК) — продукт а-декарбоксилирования глутаминовой кислоты. Фермент, катализирующий эту реакцию (глутаматдекарбоксилаза), является высокоспе­цифичным: Оба эти соединения — глутамат и ГАМК — относятся к нейромедиаторам: ГАМК ингибирует, а глутамат активирует передачу нервных импульсов. Введе­ние у-аминомасляной кислоты вызывает тормозной процесс в коре головного мозга (центральное торможение), а у животных приводит к утрате условных рефлексов. у-Аминомасляная кислота используется в клинике при лечении некоторых заболеваний ЦНС, связанных с резким возбуждением коры голов­ного мозга.

К биогенным аминам относится также таурин,который образуется из цис-теина и используется в печени при образовании парных желчных кислот: Таким образом, биогенные амины являются сильными, фармакологиче­ски активными веществами, оказывающими разностороннее действие на фи­зиологические функции организма. Некоторые биогенные амины (гистамин,

№ 32

1. Понятия изозимов, компартментации, тканевой и органной специфичности ферментов.

2. Способы использования энергии аккумулированной в клетках.

3. Источники и механизмы образования аммиака в организме. Роль глутамина в его транспорте, биосинтезе небелковых азотистых соединений и обезвреживании. Комов 398

1.

2.

3. Первичная ассимиляция аммиака

Включение аммиака в органические азотсодержащие соединения може* происходить различными путями. Однако у большинства видов живых орга­низмов наиболее важными в количественном отношении являются реакции, катализируемые тремя ферментами — глутаматдегидрогеназой, глутаминсин-тетазой и карбамоилфосфатсинтетазой.

Следует отметить, что характеристика указанных ферментов, так же как и химизм катализирумых ими реакций, была изложена ранее в разделах, отра­жающих роль этих ферментов в метаболических превращениях аминокислот * организме человека и животных (24.7; 24.8). В связи с этим ниже лишь обоб­щен материал по роли глутаматдегидрогеназной, глутамин- и карбамоилсин-тетазной реакций в ассимиляции аммиака и приведено схематическое изобра­жение этих реакций.

Глутаматдегидрогеназа (ГДГ) катализирует образование глутамата из а-ке-тоглутарата и аммиака при участии НАДН • Н⁺ или НАДФН • Н⁺.Важной реакцией, приводящей к включению аммиака в органические со­единения, является также АТФ-зависимое образование глутамина под дейст­вием глутаминсинтетазы: Таким образом, как отмечалось ранее, в организме имеется хорошо функ­ционирующая система, связывающая две молекулы аммиака: Наконец, большое значение имеет реакция, катализируемая карбамоил-фосфатсинтетазой,приводящая к включению аммиака в некоторые биосинте­тические продукты, например в пиримидины (гл. 26) и мочевину (24.7.1). Сте­хиометрия этой реакции описывается уравнением

№ 33

1. Мультиферментные комплексы и полиферментные метаболические пути, как способы организации работы ферментов в клетках про- и эукариот.

2. Микросомальное окисление и его функции. Краткая характеристика моно - и диоксигеназ. Комов 206

3. Схема биосинтеза гема и его функции. Образование, транспорт и конъюгация билирубина. Комов 419

 

1.

2. Свободное окисление •• 15.4.1. Общая характеристика

Под свободным окислением понимают реакции, энергия которых не транс­формируется в энергию АТФ.

К таким реакциям относятся реакции микросомального окисления.

Микросомы — это фракция морфологически замкнутых везикул, в кото­рые превращается эндоплазматическая сеть при гомогенизации тканей. В них содержатся активные оксигеназы — ферменты, катализирующие включение кислорода в молекулу субстрата (8).

Известны две подгруппы оксигеназ. Диоксигеназы (истинные оксигеназы), включающие оба атома кислорода в молекулу субстрата: Монооксигеназы (гидроксилазы) включают в субстрат только один атом кислорода, другой атом восстанавливается до воды в присутствии дополни­тельного донора восстановительных эквивалентов (НАДФН или НАДН):

ЗН + 0₂ + НАДФН -Н^{+ монооксигеназа}> 8— ОН + Н₂0 + НАДФ⁺

Ключевая роль в процессах микросомального оксигенирования принадле­жит цитохрому Р-450, представляющему собой, как и все цитохромы, гемо-протеин. Атом железа цитохрома Р-450 (Ре²⁺) восстанавливает связанный в ак­тивном центре фермента кислород, т. е. происходит активация кислорода, ко­торый затем переносится на субстрат. Микросомальное окисление играет важ­ную роль в метаболических процессах, протекающих во всех организмах. Во-первых, это основная детоксицирующая система в организме человека и животных (гл. 32), и, во-вторых, оксигеназы играют определенную роль в ре­акциях анаболизма, например биосинтеза холестерола, стероидных гормонов, желчных кислот, циклических аминокислот и др. Механизм функционирова­ния монооксигеназных ферментных систем изложен в гл. 32.

Свободное окисление, не сопряженное с синтезом АТФ, может протекать и при окислении субстратов в дыхательной цепи митохондрий, например при действии разобщающих агентов — веществ, разделяющих два сопряженных процесса — окисление и фосфорилирование.

3. Метаболизм билирубина и его элиминация из организма включают процесса:

• транспорт билирубина кровью и поступление в паренхимальные кле печени;

• детоксикация билирубина в ЭПР клеток печени;

• секреция билирубина и выведение из организма.