Биологический каталог




Биологическая химия

Автор Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина

лнроиапие ?-кетобутирата. Его продуктом, как и во многих других случаях окислительного декарбоксилнроваиия, является образование соответствующего ацп л кофермента ? — в данном случае пропнопнл-кофермента А. Однако процесс идет, в отличие от превращений пирувата ? сук-цината, с участием ферредокеппа в качестве восстановителя, без участия тиамнп-

mjt-.n.+irtff-hQT-} 1.1 П11ГГПММ11ММ ПП rVMMnmmfi ПРЛКШ1М

00С—СОСН2СН3 + СоА—SH + Окисленный ферредоксин —·¦

(К 67)

—*¦ СоА—SCOCH2CH3 + С02 + Восстановленный ферредоксин

катализируемой 2-кетобутират синтазой. За этой реакцией следует карбокси-лирование среднего атома пропнонального фрагмента с образованием метилмало-нилкофермента А:

2. (П.68)

CoA-SCOCH2CH3 + С02 + PPP-Ado —*¦

—- CoA-SCOCH(CH3)COO~+ PP-Ado + HPO^"

Процесс катализируется содержащим биотин ферментом — протюпилкофермепт А карбоксилазой. Последующая изомеризация, катализируемая метилмалонилко-фермент А мутазой (см. § 4.5)

CoA-SC0CH(CH3)C00- -* СоА—SC0CI13C1I2C00- (IX.69)

приводит к сукцинилкоферменту А — одному из компонентов цикла трикарбоновых кислот.

Окислительная деструкция аминокислот с разветвленным углеродным скелетом — валина, изолейцина и лейцина — начинается с трех практически идентичных для этих аминокислот превращений. Первое представляет собой переамини-рование с ?-кетоглутаратом, катализируемое уже упоминавшейся трансамипазой разветвленных аминокислот. Второе, по-видимому, протекающее в несколько стадий превращение — окислительное декарбокенлнроваппе образовавшихся а-кетокислот, завершающееся переносом ацильного оста-пса па кофермент А. Дегид-рогеназа разветвленных оскетокислот функционирует по механизму, описанному для окисления пирувата и ?-кетоглутарата и § 4.1, с участием тиамнпинрофосфа-та в качестве кофактора фермента и липоамида в качестве промежуточного акцептора ацильного остатка. Далее происходит дегидрирование С -фрагмента,

катализируемое в случае .деструкции лейцина изооалерилкофермент A deiudpoie-назой, а в случае деструкции валнпа и изолейцина 2-л1етилацилкофермеит А дешдрогеназой. С участием переносящего электроны флавопротеида эти ферменты могут поставлять электроны убнхинопу в цепь переноса электронов:

CH3N„.. _ „,,,+., а СН,

ru3/CH-CH2-CH(NH3)COO" -^— *>Н-СНг-СОСОО" CH3 CHj

6 _ >*CH, . >сн,

—- CoA-SCOCH,-CHC CoA-SCOCH«=cC

3 чсн, чсн

ШЛО)

3

CHjv + ch3>v

dru >h-ch( nh-icoo- —- „u >сн-сосоо"

— CoA-SCO-CHf — CoA-SCO-СГ 3 4CH2R ~CHR

(Ъ = II — валn?. R = C1L — изолейции).

(a.7f)

.) CoA-sco-ch^"' "?;*"0, coa-sco-ch-CC^^00" "~CH, COj , ^ch,

Coa-sco-ch,-PPP-Ado

CoA-SCOCH,COCH, ¦ —CH,COCH.COO" ¦ ICoA-SCOCH.I

---I CoA-SH 1-И

^ CoA-SH

2|CoA-SCOCH,|

ад

?) СвА-SCO-C-CH, :-—»*CoA-SCO-CH-CH,OH

"ООС-СН-СНО —-=--"ООС-СН-СН,ОН + CoA-SH

? ?а

СН

СН,

NAD* CoA-SH

|CoA-SCOCHaCH71 + СО,

в) CoA-SCO-C=CH-CH, СН,

_ ?

',2") j CoA-SH |CoA-SCOCHj + |CoA-5COCH,CHj

Рис. 117. Схема деструкции ацильных производных кофермента. А - промежуточных соединений деградации лейцина, (о), ва.пина. (б), изолейцина (о). Названия ферментов, участвующих в дест[>укции. приведены в приложении

Дальнейшие превращения для трех рассматриваемых аминокислот существенно различаются. Наиболее детально изучены превращения З-метнлкротопоплко-фермента А — продукта частичной деструкции лейцина (рис. 117. «). Конечными продуктами являются три молекулы ацетп.чкофермента А, поступающие ? цикл трикарбоновых кислот. 2-Мстнлакрплоплкофермеит А, образующийся из валика, гидратнруется до З-гпдроксппзобутпрплкоформептн ? и затем с помощью 3-гпд роксиизобутирилкофермент А гпдролазы переходит в 3-гндрокспнзобутпрат (рис 117, б). Гидроксигрупна последнего окисляется до альдегидной NAD* при участи" З-гидроксиизобутират дегидрогепази с образованием метнлмалопового семи ал ьд гида. Окисление последнего ??1)*, сопровождающееся декарбоксилированием переносом ацплыюго остатка на кофермент А, приводит к образованию uponм онилкофермепта А. Процесс катализируется dtitidpoicnaioa м( пшлма.юнооог семиальдешда. Превращение прошюпнлкоформепта А и компонент цикла трпкар боковых кислот сукцппплкофермент А описано несколько выше в связи с рассмот рением пути окислительной деструкции треонина. 2-Метплкротоиоплкофермепт (рис. 117, о), образующийся из изолейцина, скорее всего в две стадии — путем гидратации и окисления — превращается в 2-мст11Лкетобутпрнлкофермепт А, который далее реагирует с еще одной молекулой CoA-.SH с переносом ацетильного остатка, что приводит к одной молекуле ацетилкофермента А и одной молекуле пропиопилкофермента А.

????? ОС

^V^co-ch,-ch-coo"

1 нн;

?

1рмптоф«н

СНО

Ы-формип-ииимуремим

NADP* NADPH + HjO + p3

MADPH V?|+HjO

,??- ? * ? 2 .jiNvXO-CHi-CH-COO"*

? L-кинурвнни

ОН

3-гидрокси-1--кинуренин

(??+?20

^.соо- г------л fy«*

? ? » ¦сн.сн-соо ? » 1 II

пи --7„Г; ~ —— 2-амино-З-каг.

?.

oh

3- гидроксиантранияат

2-амино-3-кар6оксимуконо»ый *~ · альдегид

^н^<оо-

хинолинат

о*

сн

NH,

соо~

NADH-

соо-

PRib

никотина! рибонуклеотид (ХС)

"ООС ^нн* СОО"

2-аминомуконат

FADH2, СО, FAD

L??C^it5?f^*^i» -ooc-(ch,i^co-scoa-

' „ро.оннл-СоА V" глутарил-СоА

NA?H- NAD. ?. C°2 СоА V\

Af-il

<¦> "ООС

??·!

COO" о-кетоадипат

2 JcoA-SCOC^]

РИС "???" Схема катаболизма триптофана. Названия ферментов, участвующих Г процессе катаболизма, приведены в приложении

Отличительной чертой окислительной деструкции ароматических аминокислот является участие в ряде стадий молекулярного кислорода. На рис. 118 представлена схема превращений триптофана. Процесс начинается с разрушения пир-рольного фрагмента индола путем окисления триптофана до М-формилкнпурепи-на. Процесс катализируется триптофан 2,3-диокснгспазоГ| (см. !j 4.1). После превращения ?-формилкнпурепина в З-гпдрокси-ь-кпнурсппп происходит гидроли-

тическое отщепление аланнна и образование И-гидроксинптрнпилата. /Последит подвергается еще одной диокспгепазпоп реакции, приводящей к разрушены бензольного кольца с образованием :?-?? рбо ксим у ко на н/ семи ал ь дсг ида. Последу ющая цепочка превращений приводит в конечном итоге к глутарплкофермепту А который в результате окислительного докарбокенлировапия даст кротон ил кофер мент А. Это соединение является одним из промежуточных веществ, заверша ющих окислительную деструкцию жирных кислот с образованием двух молеку ацетилкофермента А. Таким образом, из одиннадцати углеродных атомов трип тофана в результате окислительной деструкции один переходит в формиат, три СО2, три — в молекулу аланнна и далее в пируват и четыре — в дна ацетилыпл. остатка СоА—SCOChY

2-Амино-З-карбокснмукоиатсемнальдегид частично может претерпеват внутримолекулярную реакцию образования шиффова основания, что приводит циклизации с образованием гинолината. Последний является предшественники никотинамидного фрагмента NAD* и NAUP*. Схема превращений также приведен на рис. 119.

Окислительная деструкция фенилаланина и тирозина начинается после и превращения в п-гидрокенфепплпируват. Две следующие одна за другой дпок сигеназные реакции (рис. 119) приводят к декарбоксилированию боковой цепи разрушению ароматического кольца с образованием 4-малеплацетоацетата. Последующая цепочка превращений приводит в конечном итоге it'молекуле фумарата и трем молекулам СоЛ—SC0('H3. Таким образом, девять углеродных атомов фенилаланина и тирозина переходят в состав фумарата (4 атома С), три ацетильных фрагмента ацетилкофермента А (С атомов) и одной молекулы СО?..

На рис. 120 представлены первые этапы деструкции гистидина. Как видно из приведенной схемы, два соседних атома С имидазолыюго uinaia и все три атома боковой цепи входят в конечном итоге в состав молекулы глутамата, а один ато С — в состав метенилтетрагидрофолата, т.е. становится одноуглеродным фрагмен том.

Все аминокислоты, содержащие ароматические или гетероциклические фраг менты, являются предшественниками гормонов и других важных биологических регуляторов, производимых высшими организмами. Фепилалапип и тирозин являются предшественниками адреналина (48) и порадреналнпа (150), гистидин — Предшественником гпстампна (151)—триптофан — предшественником серотони-на (152). Пути превращения аминокислот, приводящие к этим соединениям, достаточно очевидны и читателю предоставляется возможность самому написать эти превращения и определить, какими ферментами они должны катализироваться:

150 151 152

Для лизина известно несколько путей окислительной деструкции. У млекопитающих преобладает путь, который вплоть до стадии образования о-кетоадппата является обращением процесса (IX.5G) биосинтеза лизина через а-аминоадипат с 406

NH,

сн,-сн — соо"

L-?·

но-^ ^??,-??-

02· 1в1р«гндропгеридин, NADP+ » Дигидротеридии, Н20, NADPH

НН*

СОО"

но-

/ \

L-mpoiHH

- i ?-Кетоглутари (лнрндоксалкфосфаг)

L-Glu

О

(3j

сн,-с—соо"

П-гидроксифвни л пируват

02

со2

/ОН

но-/ \-сн,—

гомогентизниот

СОО"

-оос о

4-малс

f~s)

сн,— соо- -*^*-~оос

сн,соо"

н2о

4-фумарил-«цетоацетаг

сн-соо" сн,

"ООС—сн ¦ со—СН, —COO'I-*-'2СоА-$СОСН,

I I---------

фумарат ацетоацвта! |

____________________I

Рис. 119. Схема окислительной деструкции фенилаланина и тирозина. Названия ферментов, катализирующих отдельные стадии, приведены в приложении

кн.

сн = с - сн,- сн - соо-н^мн

L-гмстидии

HCONHj · формам мд

NH3

( 1

сн = с-сн= СН— СОО"

I I

NH

H2oJ|j;

ос - сн - сн, - сн, - СОО"

N NH

4-«мида1олои-5-лролионат

Н20

"ООС - СН - СН, - СН,- СОО"

?? NH

«-Фораммидиноглутароиа «слота 2.1.2.5

№-формимимо-ТН? 4.3.1.4

N5.H10 - СН —THF + НН4*

"ООС—СН —СН,—СН, — СОО

мн/

L-ГЛУТАМАТ

Рис. 120. Схема катаболизма гистидина. Названия ферментов, катализирующих отдельные стадии, приведены в приложении

последующим переамнппровапнем. Окислительное декарбоксилирование ?-??? адипата приводит к глутарилкофермопту А, как это происходит па заключится,

страница 96
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Биологическая химия" (8.81Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(29.04.2017)