Белки. Особенности обмена отдельных аминокислот, страница 7

Тирозинемия типа II (синдром Рихнера— Ханхарта) развивается при  недостаточность первого фермента  тирозин-трансаминазы печени. Для клинические проявлений характерны  поражения глаз и кожи и умеренная умственная отсталость. Содержания тирозина в плазме  повышено (4—5 мг/100 мл), Тирозин является единственной ами­нокислотой, концентрация которой в моче повышается Среди выделяемых метаболитов выделяемых мочой можно найти  пара гидроксифенилпируват, п-гидроксифениллактат, и-гидроксифенилацетат, N-ацетилтирозин и тирамин .

Недостаточность еще одного фермента обмена тирозина  пара-гидроксифенил-пируват-гидроксилазы вызывает  тирозинемию новорожденных . При этом повышается  со­держание в крови тирозина и фенилаланина, а в мо­че содержание тирозина, и-гидроксифенилацетата, N-ацетилтирозина и тирамина. Для лечения на­значают бедную белком диету.Нарушение активности оксидазы гомогентизиновой кислоты приводит к развитию алкаптонурии. Это наследственное нарушение метаболизма описано в медицинской литерату­ре еще в XVI в и стало первым заболеванием в истории медицины побудившее Гаррода выдвинуть идею о наследственных метаболи­ческих нарушениях. Моча таких больных темнеет при контакте с воздухом. Со временем у человека наблюдается общая пигмента­ция соединительной ткани (охроноз) и развивается артрит. Субстрат фермента, гомогентизат, экскретируется с мочой; при окислении на воздухе он образует темно-коричневый пигмент. Алкаптонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу. В настоящее время не найдено диагностических методов выявления гетерозигот. Хотя механизм охроноза не установлен, полагают, что он обусловлен окислением гомогентизата полифенолоксидазой, приводящим к образованию бензохиноацетата, который далее полимеризуется и связывается с макромолекулами соединительной ткани.

Пути обмена триптофана ведут к образованию НАД+

Триптофан одна из первых аминокислот отнесенных к незаменимым. Основная масса поступившего с пищей триптофана используется в синтезе белков. Около 1% расходуется на образование серотонина и мелатонина. Распад молекулы триптофана до промежуточных продуктов проходит в основном по кинуренин-антранилатному пути. Триптофаноксигеназа -первый фермент этого пути представляет металлопротеин, содержащий железопорфириновый комплекс. Этот фермент катализирует раскрытие индольного кольца с включе­нием двух атомов молекулярного кислорода и образ­ованием N-формилкинуренина. Повышение уровня триптофана вызывает индукцию синтеза этого фермента, триптофан повышает его стабильность в клетке. Фермент ингибируется по принципу обратной связи производными никотиновой кисло­ты. Кинуренин-формилаза –второй фермент процесса катализирует гидролитическое удаление формильной группы N-формилкинуренина и и образование кинуренина. Последний превращается  в 3-гидроксикинуренин и затем  в 3-гидроксиантраниловую кислоту.  Гидроксилирование проис­ходит аналогично реакции гидроксилирования фенилаланина при участии молекулярного кислорода. Кинурениназа , катализирующая образование гидроксиантраниловой кислоты пиридоксальфосфат зависимый фермент. Эта реакция  чувствительна к недостатку витамина В6. При его недостаточности происходит нарушение образования гидроксиантраниловой кислоты и производные кинуренина во внепеченочных тканях превра­щаются в ксантуреновую кислоту. Ксантуреновая кислота при достаточном поступлении витамина В6 в моче не обнаруживается.

У многих животных часть 2-акролеил-3-аминофумарата превращается  в  хинолиновую кислоту, из которой после ряда реакций с участием ФРПФ, глутамина и 2 молей АТФ  образуется НАД. У многих животных  превращение триптофана в никотиновую кислоту делает необязательным по­ступление этого витамина с пищей (крысы, кроли­ки, собаки  свиньи).Введение человеку избыточного количества  трипто­фана с пищей повышает экскрецию с мочой про­изводных никотиновой кислоты (например, N-метилникотинамида).


 При недостатке витамина Внарушается образование пири­диновых нуклеотидов, НАД+ и НАДФ+.Однако  если ввести в организм достаточное количество никотиновой ки­слоты, нормальный синтез пиридиновых нуклеоти­дов возобновляется даже в отсутствие витамина В6.

Врожденное нарушение обмена триптофана, проявляющееся появлением сыпи на коже,  перемежаю­щейся мозжечковой атаксией и умственной отстало­стью известно под названием болезни Хартнупа, В моче таких больных обнаруживаются повы­шенные количества индолацетата и триптофана.

В механизме синтеза треонина и лизина есть общие реакции

Треонин и лизин  - незаменимые у млекопитающих аминокислоты. Они отличаются от остальных аминокислот тем, что при своем распаде они не подвергаются дезаминированию и следовательно не  образуют соответствующих кетокислот, из которых их можно было бы получить. У микроорганизмов синтез треонина и лизина начинается  преобразованием оксалоацетата в аспарагиновый полуальдегид. Этот путь использует  одну молекулу АТФ и две молекулы НАДФH + Н+

Биосинтез треонина завершается  в три этапа. Вначале реакция  восстановления при участии НАДФH + Н + дает гомосерин, который после  фосфорилирования  в гомосеринфосфат с затратой  АТФ   превращается  в треонин

. Синтез треонина и лизина. Обратите внимание на количество энергии, которая израсходована в этих биосинтезах.

На рис приводится обобщенный путь синтеза лизина, хотя он различается у разных бактерий. Синтез лизина включает присоединение  пирувата к аспарагиновому  полуальдегиду, использование КоА производных (или ацетил-КоА или сукцинил-КoA) и присединение  аминогруппы  глутамата. Ацил-КоА (сукцинил, или ацетил) играют роль блокирующей   группы, защищающей аминогруппу от атаки во время  переаминирования глутаматом. NAДФH +Н+ используется  для восстановления на втором этапе пути.