Биосинтез полисахаридов и предшественников макромолекул, страница 4

Затем соли аммония используются высшими организмами для синтеза аминокислот (нуклеотидов и др.). Основными «пунктами входа» аммония в промежуточный метаболизм являются Gln, Glu и  карбамоилфосфат:

б-оксоглутарат

Аминокислоты делятся на заменимые, которые способен синтезировать человек, и незаменимые, которые обязательно должны поступать с пищей (см. ниже).

Заменимые	Незаменимые	Заменимые	Незаменимые
Аланин	Аргинин	Глутамин	Лизин
Аспарагин	Валин	Пролин	Метионин
Аспартат	Гистидин	Серин	Треонин
Глицин	Изолейцин	Тирозин	Триптофан
Глутамат	Лейцин	Цистеин	Фенилаланин

Углеродный скелет аминокислот происходит из промежуточных продуктов гликолиза, пентозофосфатного пути и цикла трикарбоновых кислот. Существует шесть биосинтетических семейств аминокислот, представленных на схеме, где в квадрате – основные метаболические предшественники, в овале – аминокислоты, из которых образуются другие аминокислоты, звездочками отмечены незаменимые аминокислоты:

Пути биосинтеза заменимых аминокислот просты. Так, Asp и Ala получаются в одну стадию переаминированием оксалоацетата и пирувата соответственно (реакции см. на стр.78).

Asn и Gln синтезируются в одну стадию амидированием Asp и Glu (донором азота у млекопитающих при синтезе Asn является Gln), ферментами, катализирующими эти реакции, являются аспарагин и глутамин синтетазы соответственно:

Asp +Gln + ATP   →   Asn +AMP + PP_i +Glu,

Glu +NH₄⁺ + ATP   →   Gln +  ADP + P_i + H⁺.

Пролин   синтезируется   из   глутамата   в   три   стадии:

г-карбоксильная группа Glu при взаимодействии с АТР и NADPH восстанавливается до альдегида, спонтанная циклизация с отщеплением воды и последующее восстановление, катализируемое пролиноксидазой (пролин дегидрогеназа, пирролин-5-карбоксилат редуктаза) дает пролин:

	L-D-пирролин 5-карбоксилат
			4-полуальдегид глутамата

  глутамат                                                                                                    пролин

Пути биосинтеза незаменимых аминокислот гораздо сложнее, чем заменимых. В качестве примера представлен несложный биосинтез Thr – незаменимой аминокислоты, из Asp:

о-гомосерин-       фосфат

гомосерин

треонин

Восстановление в-карбоксильной группы Asp, катализируемого  АТР : L-аспартат-4-фосфотрансферазой  (1),

L-аспартат- β-полуальдегид:NADР⁺ оксидоредуктазой (фосфорилирующей) (2) и L-гомосерин: NAD⁺ оксидоредуктазой (3) приводит к образованию гомосерина. В результате последующего фосфорилирования гомосерина АТР:L-гомосерин-О-фосфотрансферазой (4) и гидролиза гомосеринфосфата  О-фосфогомосерин  фосфолиазой   (5)   образуется L-треонин.

Синтез ароматических аминокислот (Phe, Tyr и Trp) идет по общему пути из фосфоенолпирувата и эритрозо-4-фосфата через образование шикимата и хоризмата. Ниже представлены схемы пути синтеза ароматических аминокислот и реакции синтезов Phe и Tyr:

Представляет интерес превращение Met в Cys через гомоцистеин, образующийся в цикле активированной метильной группы,   основным   донором   которой   является

S-аденозилметионин:

Цистеин синтезируется из серина и гомоцистеина:

в

цистатионин