Биохимия человека Том 1 - Марри Р. 1993

Метаболизм белков и аминокислот
Превращение аминокислот в специализированные продукты
β-Аланиновые дипептиды

Основная часть ß-аланина в организме человека находится в скелетных мышцах в составе дипептида карнозина (рис. 32.3). Сходный по строению ß-аланиновый дипептид ансерин (N-метилкарнозин или ß-аланил-1-метил-L-гистидин, рис. 32.3) в мышцах человека отсутствует, но имеется в скелетных мышцах тех видов, у которых мышцы способны к быстрым сокращениям (мышцы конечностей кролика, грудная мышца птиц). Таким образом, ансерин может выполнять функции, отличные от функций карнозина.

Физиологические функции ß-аланил-имидазольных дипептидов не вполне ясны. Возможно, они выполняют буферные функции и поддерживают pH в скелетной мышце, сокращающейся в анаэробных условиях. Карнозин и ансерин стимулируют АТР-азную активность миозина in vitro. Оба дипептида образуют хелатные комплексы с медью и способствуют поглощению этого металла. Они, следовательно, могут участвовать в патологическом процессе при болезни Вильсона (см. гл. 7).

Биосинтез

Карнозин образуется из ß-аланина и L-гистидина в результате реакции с участием АТР, катализируемой карнозинсинтетазой:

Ансерин образуется из карнозина (донором метальной группы служит S-аденозилметионин) в результате реакции, катализируемой N-метилтрансферазой:

S-Аденозилметионин + Карнозин →

S-Аденозилгомоцистеин + Ансерин.

В процессе реакции образуется связанный с ферментом ß-аланиладенилат.

Рис. 32.3. Соединения, родственные гистидину. В прямоугольник заключены фрагменты, образовавшиеся не из гистидина.

(На рисунке опечатка: следует читать не «эрготионеим», а «эрготионеин».)

Абсорбция ß-аланиновых дипептидов

В ткань почек и энтероциты кишечника карнозин и ß-аланин поступают при участии мембранных переносчиков, которые отличают один субстрат от другого и оба субстрата от других дипептидов. Способность переносчиков отличать ß-аланин от карнозина используется при диагностике болезни Хартцупа — наследственного нарушения транспорта некоторых нейтральных а-аминокислот (см. гл. 31). У пациентов с болезнью Хартнупа содержание в крови гистидина соответствует норме после приема с пищей карнозина, но оказывается ниже нормы после приема L-гистидина

Катаболизм

Карнозин гидролизуется с образованием ß-аланина и L-гистидина содержащимся в сыворотке цинксодержащим металлоферментом карнозиназой (карнозин-гидролазой). В сыворотке имеются две формы карнозиназы.

Гомокарнозин

Гомокарнозин (у-аминобутирил-L-гистидин, рис. 32.3) — дипептид центральной нервной системы, структурно и метаболически родственный карнозину; его физиологическая функция пока не ясна. Этот дипептид, образованный у-аминобутиратом и L-гистидином, находится в ткани мозга человека; концентрация его в разных отделах мозга различна. Биосинтез гомокарнозина в мозгу человека катализируется, по-видимому, карнозинсинтетазой. Сывороточная карнозиназа гомокарнозин не гидролизует.

Недостаточность сывороточной карнозиназы

Это наследуемое, предположительно аутосомно-рецессивное заболевание характеризуется стойкой карнозинурией и периодической карнозинемией. Карнозинурия не прекращается даже при исключении карнозина из диеты.

Гомокарнозиноз

При этом состоянии содержание гомокарнозина повышается в ткани мозга и в спинномозговой жидкости, но не в плазме и моче. Описан один случай заболевания.