Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

P

60. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1741

СН3 сн2-сн2

(СН2)7СН=СН СН2—(СН2)4СООН олеиновая кислота

СН,—СНо II

НООС СН2—(СН2)4СООН азелаиновая кислота

COSCoA снг СН2-(СН2)4СООН I +СоА ^

*

-СН2

I

СН2—(СН2)4СООН

пимелоил СоА

+ аланин

+ лирийоксальфосфат

NH, О I

ззелаоил-СоА

NH, NH,

НС-С

СН3 СН2-(СН2)4СООН

?-кето- 8-аминопеларгоновая киспотпа

О

II

/Сч ?? NH

+met (Ado)

4-пириВсжсалг1-фосфат

нс-

-СН

I I

НС-

сн

СН—(СН2)4СООН биотин

+..5„

СН3 СН2-(СН2)4СООН

7,8-Зиаминолеларгонован кислота

1 +АТР

+сог

А

?? NH

I I

НС—сн

Н3С СН2-(СН2)4СООН

Зестиобиотин

Рис. 50.5. Предполагаемый путь биосинтеза биотина в бактериях и плесневых

грибах.

50.7.2. Метаболизм

Из биотиновых холоферментов в результате протеолиза освобождается биоцитин (?-биотиниллизин). Из последнего иод действием биоцитиназы печени и крови образуются биотин и лизин. У млекопитающих боковая цепь биотина подвергается обычному '?-окисленню; при этом образуются 2 моля ацетил-СоА, судьба кольцевой структуры неизвестна.

Биотип является простетической группой различных ферментов, катализирующих включение СОг в органические соединения, в частности ацетил-СоА — карбоксилазы, пропионил-СоА — карбоксилазы, метилмалонил-транскарбоксилазы и пируваткарбокси-лазы. В связи с этим понятно, почему ткани животных с недостаточностью биотина характеризуются пониженной способностью шключать СОг в оксалоацетат и синтезировать жирные кислоты.

1742

VI. ПИТАНИЕ

50.7.3. Недостаточность

Недостаточность биотина у животных не может быть вызвана •просто содержанием их на рационе без витамина, по-видимому, вследствие того, что синтез биотина осуществляется кишечными бактериями. Недостаточность наблюдается либо при стерилизации желудочно-кишечного тракта, либо при потреблении сырого яичного белка, либо после введения антиметаболитов биотина.

Вскоре после того как были обнаружены последствия потребления сырого яичного белка, было установлено, что в последнем содержится гликопротеид авидин, который взаимодействует с биоти-ном и препятствует его всасыванию из кишечника. Авидин \М 70000) состоит из четырех идентичных субъединиц, каждая из которых содержит 128 аминокислотных остатков; последовательность аминокислот установлена. Каждая из субъединиц связывает биотин (/Са=101Е М-1). При денатурации авидина его биотинсвя-зывающая способность утрачивается. Исключительно сильное необратимое связывание биотина дает основание полагать, что оно имеет существенное значение для физиологической функции авидина в яйце; последняя, однако, еще не выяснена. Авидин применяется в экспериментах в качестве ингибитора биотинсодержащих ферментов.

Оксибиотин, в молекуле которого вместо серы находится кислород, может заменять биотин в питании большинства нуждающихся в последнем животных, в том числе крыс и кур; оксибиотии, по-видимому, сам функционально активен и действует, не превращаясь в биотин.

В обычных условиях млекопитающие получают достаточное количество биотина в результате бактериального синтеза в кишечнике; у человека суммарное выведение биотина с мочой и фекалиями обычно превышает потребление его с пищей. Биотин широко распространен; к числу наиболее богатых им продуктов относятся говяжья печень и дрожжи, однако большинство животных тканей бедны этим витамином. Арахис, шоколад и яйца содержат значительные количества биотина. На основании изучения потребности крыс было высказано предположение, что ежедневная потребность человека составляет приблизительно 10 мкг биотина; Возможно, однако, что нет реальной необходимости в поступлении биотина с пишей.

50.8. Фолиевая кислота (фолацин)

Этот фактор питания был открыт Дейем, который установил, что дрожжи оказывают лечебный эффект при пищевой цитопении у обезьян, вызванной содержанием последних на «кукурузном»

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1743

рационе такого же типа, который вызывает «черный язык» у собак. Эффективные концентраты витамина были получены из листьев (шпината, и это привело к названию «фолиевая кислота» (от лат. folium). Строение фолиевой кислоты приведено ниже.

2-амино-4-окси- п-аминобенэойная глутаминовая

6-метилптериЭин кислота кислота

он

N С ^С—СН2—U—i У- С—N—с—сн,—сн,—соон

I II I ? \___/ I

H,N-C^ ? хн — СООН

? N

птероевая кислота

птероилглутламиновар кислота (фолиевая кислота)

Молекула содержит глутаминовую кислоту, л-аминобензойную кислоту и птерин; соединение, содержащее птерин и я-аминобен-зойную кислоту, называется птероевой кислотой. Приведенная структура является птерошиглутаминавой кислотой (из печени). Фолиевая кислота бактерий содержит три остатка глутаминовой кислоты, соединенные ?-глутамильными связями. Многие ткани животных содержат петроилгептаглутаминовую кислоту, остатки глутаминовой кислоты которой также соединены у-глутамильными связями. Синтетические птероилглутаминовые кислоты, у которых остатки глутаминовой кислоты соединены «-глутамильньши связями, способны поддерживать рост бактерий; птероил-у-глутамино-вые кислоты оказываются эффективными и как компоненты среды, обеспечивающей рост бактерий, и как терапевтическое средство при лечении макроцитарной анемии у человека. В тканях животных имеется фер.мент, гидролизующий встречающиеся в природе птероилполиглутаматные соединения до .птероилглутаминовой и свободной глутаминовой кислот.

50.8.1. Биогенез

Гуанозинтрифосфат (I) непосредственно участвует в синтезе птеридина, как показано на рис. 50.6. Фермент из Е. coli (?? 210 000) катализирует раскрытие кольца с уходом атома С-8 пурина в составе формиата и образованием дигидронеоптеринтри-'фосфата (IV). Постулируемые интермедиа™ II и III не были выделены. {Отметим, что перегруппировка, приводящая к включению части рибозы в кольцевую структуру, подобна той, которая происходит при образовании триптофана и гистидина (гл. 20).] 2-Ами-но-4-окси-6-оксиметилдигидроптеридин (V) и его пирофосфорный

1744

VI. ПИТАНИЕ

он

формиат

n

Рибозо-РРР СТР(1)

он

? if

n^ ?? I

Рибозо-РРР

?,?-L f ^

? ?

йигийро'неолгперинтрифосфат (IV)

?

??.??

? ??

I

сн2—с—сн—сн—ch-oppp III * о он он

ш

о

он он

h2n—L JL^ Х-н г ? n хн

?

ЙигиЭроптероеввя кислота (VII)

он

?,?

АТР I кислота

?

о соон II н ?

ВигиЗрофолиевая кислота (уш)

I

сн,

I

сн2 соон

Рис. 50.6. Общая схема биосинтеза фолиевой кислоты. РРР — трифосфат.

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1745

вфир (VI) могут служить предшественниками дигидропте.роевой кислоты (VII). Сульфонамиды конкурируют с м-аминобензойной кислотой в реакции конденсации, приводящей к образованию VII. л-Аминобензойная кислота образуется из хоризмовой кислоты ;(разд. 20.4.1); источником аминогруппы является глутамин.

Птерины широко распространены; ксантоптерин, находящийся во многих источниках, был впервые выделен из крыльев бабочек. У насекомых обнаружено большое число различных птеринов; у дрозофилы по крайней мере пять птеринов входят в число зри. тельных пигментов.

ОН

H2N-C^ JZ^ J~ ? N

ксантоптерин

50.8.2. Метаболическая роль

Метаболическая роль этого витамина как переносчика одноуглеродных фрагментов рассматривалась раньше (разд. 21.4.2).

Недостаточность фолиевой кислоты проявляется в неспособности к образованию пуринов, а также тимина, требуемых для синтеза ДНК- Streptococcus faeca-lis, для роста которого необходима фолиевая кислота, может, однако, хорошо* расти на среде, не содержащей этого витамина, если в ней имеются аденин и ти-мин. Клетки, растущие на этой среде, имеют нормальное количество ДНК, ноне содержат определяемых количеств фолиевой кислоты; это показывает, что фолиевая кислота требуется для синтеза пуринов и тимина. Как тимин, так к фолиевая кислота выступают у бактерий как антогонисты аналогов тимина, например 5-бромурацила. Установлено также, что торможение роста бактерий антиметаболитами фолиевой кислоты, такими, как аминоптерин (4-аминоптероилглу-таминовая кислота), снимается аденином и тимином. При введении больших количеств тимина больным пернициозной анемией или спру наблюдается непродолжительная ответная гемопоэтическая реакция. Культуры бактерий, рост которых заторможен действием сульфонамидов или аминоптерина, накапливают в среде 5-аминоимидазол-4-карбоксамид (разд. 24.1.1.9).

50.8.3. Недостаточность

Недостаточность фолиевой кислоты характеризуется задержкой роста, анемией, лейкопенией (или панцитопенией). Недостаточность не всегда .можно вызвать у животных, если содержать их на рационе, лишенном фолиевой кислоты. У крыс недостаток фолиевой кислоты можно вызвать путем включения в рацион сульфон-

38—1503

1745

VI. ПИТАНИЕ

амидов; при этом, вероятно, тормозится синтез фолиевой кислоты из л-аминобензойной кислоты бактериями кишечника. Симптомы недостаточности три введении антиметаболитов развиваются и у других видов животных.

Развитие тяжелой анемии у животных при недостатке фолиевой кислоты явилось основанием для исследования лечебного действия итероилглутаминовой кислоты при макроцитарной анемии, которая наблюдается при спру, беременности и у младенцев. У пациентов, больных спру, обычно наблюдается выраженная ремиссия iBcex симптомов, включая стеаторрею, ретикулоцитоз; картина крови возвращается к норме. Сходные ответные реакции часто (но <не всегда) наблюдали при введении птероилглутаминовой кислоты младенцам и беременным с мегалобластической анемией.

Следовательно, при трех рассмотренных состояниях, сопровождающихся анемией, проявляются, по-видимому, симптомы истинной недостаточности фолиевой кислоты. Мегалобластическая анемия возникает вследствие нарушения синтеза ДНК; отношение РНК к ДНК в макроцитах примерно 0,85 (в нормальных клетках оно составляет 0,3). Стеаторрея при спру является результатом атрофических изменений в тощей кишке, которые обусловлены недостатком пуринов и пиримидинов для синтеза ДНК в постоянно делящихся клетках слизистой оболочки.

Ряд антиметаболитов фолиевой кислоты был применен с целью терапии при лейкемии

страница 126
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


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

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(16.12.2019)