Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980
Организация метаболизма: катаболические пути
Катаболизм пропионилкофермента А и пропионата
Катаболические пути, связанные с образованием полуальдегида малоновой кислоты
Наиболее вероятный путь метаболизма пропионил-СоА — это его дальнейшее ß-окисление с образованием СоА-производного малонового полуальдегида. Последний в свою очередь может окисляться в малонил-СоА-β-кетокислоту, легко декарбоксилирующуюся в адетил-СоА (рис. 9-6, путь а). Хотя все ферменты, необходимые для этих реакций, действительно были обнаружены у Clostridium kluyveri [32], этот путь, по-видимому, мало используется. В зеленых растениях и у многих микроорганизмов используется, однако, сходный путь, в котором ß-оксипропионил-СоА не превращается в СоА-производное малонового полуальдегида, а гидролизуется с образованием свободного ß-оксипропионата, который затем окисляется в полуальдегид малоновой кислоты (рис. 9-6, путь б).
РИС. 9-6. Катаболизм пропионата и пропнонил-СоА Отметим, что малонил-СоА, образующийся по бути б, содержит тиоэфирную связи при С-3 исходного пропионата, а не при С-1 (как показано на рисунке).
Путь б обладал бы вполне осязаемым преимуществом по сравнению с путем а, если бы расщепление ß-оксипропионил-СоА не сводилось к простому гидролизу, как это показано на рис. 9-6. Если бы энергия тиоэфирной связи сохранялась путем образования АТР или GTP (как это наблюдается в цикле трикарбоновых кислот при превращении сукцинил-СоА в сукцинат), то имелась бы дополнительная стадия субстратного фосфорилирования1).
Часто полагают, что построенный из трех атомов углерода пропионат может непосредственно превращаться в пируват, который тоже является трехуглеродным соединением. Простейший путь такого превращения мог бы проходить через а-окисление с образованием лактата, однако в пользу такого процесса нет почти никаких данных. Другой возможный путь превращения в лактат — это присоединение молекулы воды к акрилил-СоА — промежуточному соединению пути а на рис. 9-6. Молекула воды должна была бы в этом случае присоединяться «неправильно»: ОН- переходил бы не к ß-, а к а-углероду2). Образовавшийся лактил-СоА мог бы легко превратиться в пируват. Хотя были приведены данные о взаимопревращениях пропионата, лактата и пирувата у Clostridium propionicum, попытки обнаружить соответствующие ферменты не увенчались успехом [33]. В том же организме происходит химически более вероятная реакция: присоединение аммоний-иона к акрилил-СоА с образованием ß-аланил-СоА.
1) Предлагаем читателю подумать, по какой причине сопряжение процесса а с синтезом еще одной молекулы АТР оказывается неблагоприятным.
2) Какого типа активный центр, по мнению читателя, должен иметь фермент, катализирующий такую реакцию? См. сходную реакцию, описываемую уравнением (8-36).