Белки. Особенности обмена отдельных аминокислот, страница 2

Тесная связь процессов обмена всех серусодержащих аминокислот позволяет нарушения их обмена свести в одну таблицу (см. таб.8-7). Нарушение процессов транспорта  аминокислот в почках приводит к цистинурии (цистин-лизинурии). При этом на­следуемом метаболическом заболевании резко (в 20-30 раз) увеличивается выделение цистина с мочой. Одновременно повышается также экскреция лизина, арги­нина и орнитина. Увеличение  у больных цистинурией выделения  лизина, аргинина и орнитина позволяет высказать предположение  о нарушении  реабсорбции всех этих четырех аминокислот, что видимо связано с нарушением функции  общего для них переносчика.

В почечных канальцах  таких больных в силу низкой растворимости цистина может происходить образование цистиновых камней. В ряде случаев у больных  с цистинурией обнаруживается смешанный дисульфид цистеина и гомоцистеина, который обладает более высокой растворимостью, что уменьшает вероятность образования камней. Возможно поэтому, цистинурия протекает сравнительно доброкачественно и во многих случаях остается недиагностируемой.

Плохая растворимость цистина лежит в основе еще одного наследственного заболевания цистиноза( болезнь накопления цистина) У таких больных  происходит формирование кристал­лов цистина во многих тканях и органах, что вызывает нарушение функции этих органов. Заболевание сопровождается общей аминоацидурией. Смерть обычно наступает в раннем возрасте при явлениях острой почечной недостаточ­ности.

Нарушение обмена метионинапроявляется несколькими формами гомоцистинурии, при которой увеличивается выведение гомоцистин с мочой (до 300 мг в сутки) и повышается содержание метионина в плазме. В основе заболевания лежит нарушение активности ферментов, обеспечивающих метаболизм метионина. При гомоцистинурии типа 1 клиническими симпто­мами являются тромбоз, остеопороз, смещение хру­сталика глаза и, часто, умственная отсталость. Известны две формы заболевания: витамин В6-чувствительная и витамин В6-нечувствительная. Диета с низким содержанием метионина и высоким содержанием цистина может предотвратить патоло­гические изменения, если она соблюдается с раннего возраста.

Цистеин образуется из метионина

Хотя цистеин и относится к группе заменимых аминокислот он образуется в клетке из метионина – незаменимой аминокислоты. У микроорганизмов синтез цистеина – двухступенчатая  реакция .и происходит с участие серина и ацетил-КoA, которые соединяясь, образуют O-ацетилсерин,  и после присоединения  серы  образуется цистеина.

Метионин незаменимая аминокислота для человека, у микроорганизмов синтезируется из оксалоацетата. В процессе участвует сукцинил-КоА и цистеин в качестве донора серы. Оксалоацетат сначала преобразуется в гомосерин (см  синтез треонина). Гомосерин  затем  присоединяет  серу  в  два этапа  и метилирование завершает образование метионина.

Синтез метионина. Донор метильной группы (R), N5,N10-метилен тетрагидроптероил.

Основной член семейства a-кетоглутаровой кислоты – глутаминовая кислота

Глутаминовая кислота занимает важное место в промежуточном обмене нескольких аминокислот. К ним относятся глутамин, пролин, аргинин и гистидин.

Реакция превращения глутамина в глутаминовую кислоту напоминает превращение аспарагина в аспарагиновую и катализируется глутаминазой. Учитывая, что глутамин - главная транспортная форма аммиака глутаминаза


играет важную роль в органах, активно использующих аммиа и прежде всего в печени и почках.

            Пролин синтезируется из глутаминовой кислоты

Синтез пролина включает четырехэтапный процесс, начинающийся с глютамата и представляет реакции обратные его распаду. Одна молекула АТФ и два НАДФH + Н+ используются на моль пролина. 

                                                 Синтез пролина.

Гистидин – «полузаменимая» аминокислота.

 Взрослый человек может поддерживать азотистое равновесие на диете, лишенной гистидина. Но растущие организмы и длительное пребывание на безгистидиновой диете вызывают нарушения роста. Ничего не известно о механизме синтеза гистидина у людей и животных, но у микроорганизмов этот путь изучен подробно. Путь синтеза гистидина  переплетается с биосинтезом нуклеотидов (в частности  пурина), довольно сложен и, по-видимому, универсален для всех организмов, способных синтезировать гистидин. Первые пять этапов пути используют рибозу от фосфорибозилпирофосфата (ФРПФ) и превращают ее в имидазолилглицеролфосфат. После формирования имидазольного  кольца, глутамат поставляет аминогруппу и образовавшийся амин окисляется в гистидин на  последнем этапе пути. Энергия используется в форме АТФ (в этом случае элементы молекулы АТФ, фактически становится частью аминокислоты) и пирофосфата, который отщепляется от ФРПФ, и помогает  АТФ проводить  реакцию.

Самое маленькое семейство у оксалацета

    В оксалоацетат превращаются 2 аминокислоты аспарагин  и аспарагиновая кислота. Два фермента катализируют это превращение. Аспарагиназа катализирует гидролитическое  дезаминирование амидной группы аспарагина и образование аспарагиновой кислоты, а последняя под влиянием аспартатаминотрансферазы (АСТ) теряет аминогруппу и становится оксалоацетатом. Эта реакция обеспечивает цикл трикарбоновых кислот оксалоаце


татом (анаплеротическая реакция.)

АСТ активна в сердечной мышце, что послужило основанием для  применения препаратов, содержащих аспарагиновую кислоту в кардиологической клинике. Аспарагиназа используется при лечении некоторых форм аспарагина и образование аспарагиновой кислоты, а последняя под влиянием аспартатаминотрансферазы (АСТ) теряет аминогруппу и становится оксалоацетатом. Эта реакция обеспечивает цикл трикарбоновых кислот оксалоацетатом (анаплеротическая реакция). АСТ активна в сердечной мышце, что послужило основанием для  применения препаратов, содержащих аспарагиновую кислоту в кардиологической клинике. Аспарагиназа используется при лечении некоторых форм лейкозов для разрушения аспарагина, который является незаменимой аминокислотой для отдельных форм предшественников лейкоцитов.