Белки. Особенности обмена отдельных аминокислот, страница 4

При недостатке гистидазы в печени  развивается гистидинемия, состояние которое  наследуется по аутосомно-рецессивному пути. Большинство таких больных страдают умственной отста­лостью и дефектами речи. Одновременно с повышением уровня гистидина в крови и моче наблюдается также возрастание выделения имидазолпирувата, который образуется в реакции переаминирования гистидина. Эта  реакция альтернативного распада гистидина активируется в условиях блокады гистидазы. Цветную реакцию с FeCl₂, которую используют для  открытия фенилпирувата при диагностике фенилкетонурии дает и имидазолпируват ,что порой может служить причиной ошибочного диагноза фенилкетонурии

Метионин, изолейцин и валин члены семейства  сукцинил-КоА.

Серусодержащую аминокислоту  метионин связывает с аминокислотами с разветвленным углеводородным радикалом общий конечный продукт, хотя пути к нему у

них значительно отличается. L-метионин на пути своего распада взаимодействует с АТФ с образованием S-аденозилметионина. Эту молекулу называют «активный метионин» поскольку  он является донором метильной группы в синтезе многих важных для клетки соединений. После передачи метильной груп­пы образуется S-аденозилгомоцистеин, который путем гидролиза S—С-связи распадается  на  L-гомоцистеин и аденин. Гомоцистеин используется в дальнейшем после конденсации с серином, для образования цистеина. Цистатионин–продукт этой конденсации гидроли­тически  расщепляется на  L-гомосерин и цистеин. Гомосериндезаминаза катализирует превращение  гомосерина в а-кетобутират, который путем окислительного декарбоксилирования превращается пропионил-КоА.

Начальные реакции катаболизма изолейцина и валина подобны катаболизму лейцина.

Хотя по конечному  продукту катаболизма  валин и  изолейцин относятся к семейству сукцинил-КоА начальные  реакции распада учитывая структурное сходство L-лейцина, L-валина и L-изолейцина одинаковы у всех аминокислот с разветвленным углеводородным радикалом, хотя затем пути их расходятся  и валин  становится источником глюкозы, лейцин – кетоновых тел , а  изолейцин дает продукты для синтеза и глюкозы и кетоновых тел. Учитывая сходство начальных реакций катаболизма все три аминокислоты рассматриваются вместе.

Первый этап катаболизма – трансаминирование.. Эта реакция обратима и катализируется по-видимому одной и той же трансаминазой. a-кетокислоты- продукты переаминирования a-кетоизокапронат (из лейцина), a-кето-b-метилвалерат (из изолейцина) и a-кето-изовалериат (из валина) подвергаются окислительному дезаминированию при участии митохондриального полиферментного комплекса подобного пируватдегирогеназе и состоящего из таких же субъединиц и коферментов. Активность этого комплекса ингибируется при помощи протеинкиназы и активируется путем дефосфорилирования фосфопротеинфосфатазой. Кетокислоты являются регуляторами протеинкиназы.

Продукты окислительного декарбоксилирования представляют тиоэфиры КоА и подвергаются окислению путем дегидрирования, напоминающего дегидрирование линей­ных ацил-КоА тиоэфиров в процессе катаболизма жирных кислот. По-видимому существует несколько дегидрогеназ, катализирующих эту реакцию, о чем свидетельствуют наблюдения , что у больных с нзовалериановой ацидемией,  по­сле приема обогащенной белком пищи в крови нака­пливается изовалерат; хотя содержание других разветвленных а-кетокислот не повышается. Изова­лериат образуется путем деацилирования изовалерил-КоА, являющегося субстратом упомянутой вы­ше дегидрогеназы.

У валина четыре шага до сукцинил-КоА

Продукт реакции дегидрирования метилакрилил-КоА  быстро гидратируется  спонтанно или под влиянием  кротоназы, которая катализирует реакции с участием b-гидроксиацил-КоА , содержащих   4—9 атомов углерода. Образующийся b-гидроксиизобутирил-КоА  сначала деацилируется  при помощи деацилазы в b-гидроксиизобутират, который  затем окисляется при помощи   НАД зависимой дегидрогеназы с образованием метилмалонового альдегида. Реакция легко обрати­ма. Дальнейший метаболизм метилмалонового полуальдегида в тканях мле­копитающих может идти по двум путям: или путем переаминирования  он превращается в b-аминоизобутират или   окисляется в метилмалонат с последующим  образованием метилмалонил-СоА и изомеризацией последнего в сукцинил-СоА.  Переаминирование с образованием b-аминоизомасляной кислоты , которая  в норме присутствует  в моче,— осуществляется в различных тканях млекопитающих, в том числе в почках. Изомеризация  протекает при участии аденозилко-баламинового кофермента и она катализируется ме-тилмалонил-КоА-мутазой.Эта реакция важна для катаболизма не только валина, но и пропионил- КоА-катаболита изолейцина. При недостаточности витамина В_|2 активность мутазы снижается; у жвачных, использующих в каче­стве источника энергии пропионат, образующийся при брожении в рубце,

   Пропионил-СоА, который  образовался из изолейцина и метионина как и из других  источников пре­вращается в сукцинил-КоА . Это превращение включает биотинзависимое карбоксилирование с образованием метилмалонил-КоА. Это соединение образуется также непосредственно из вали­на (без предварительного обра­зования пропионил-КоА). В результате изомеризации, коферментом ко­торой является производное витамина В₁₂, метилмалонил-КоА превращается в сукцинил-КоА—промежуточный метаболит цикла лимонной кислоты.

Нарушение декарбоксилирования  аминокислот с разветвленной цепью приводит к болезни «кленового сиропа»