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