Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 3 - Д. Мецлер 1980

Метаболизм азотсодержащих соединений
Метаболизм гистидина

Последней рассматриваемой в этой главе, но далеко не последней по важности, аминокислотой является гистидин. Биосинтез этой аминокислоты, которую можно считать «суперкатализатором», присутствующим в активных центрах ферментов, начинается с примечательной реакции, идущей с участием АТР, клеточного «суперкофермента». Реакция состоит в замещении атомом N-1 аденинового ядра, расположенного при атоме С-1 в молекуле PRPP (стадия а, рис. 14-28). Образующийся продукт подвергается реакции размыкания кольца (стадия б) с последующей перегруппировкой Амадори (стадия в). Продукт перегруппировки расщепляется гидролитически с освобождением рибонуклеотида 5-аминоимидазол-4-карбоксамида — промежуточного соединения в процессе синтеза АТР (рис. 14-31). Другой продукт расщепления содержит пять атомов углерода первоначальной рибозильной группы PRPP и еще один атом азота и один атом углерода, отщепленные от молекулы АТР. Глутамин доставляет еще один атом азота, а замыкание кольца (стадия д) приводит к образованию имидазольной группы, прикрепленной к молекуле глицерофосфата. Глицерофосфатный конец молекулы подвергается дегидратации, образующийся енол кетонизируется в продукт, который переаминируется и дефосфорилируется, образуя гистидинол. Окисление этого спирта приводит к образованию гистидина.

РИС. 14-28. Биосинтез L-гистидина.

В клетках Salmonella typhimurium ферменты биосинтеза гистидина детерминируются в общей сложности десятью различными генами. Они образуют единый кластер — гистидиновый оперон, представляющий собой последовательную группу генов, транскрибируемых в виде единой молекулы информационной РНК [143]. Символы этих генов His A, His В и т. д. приведены на рис. 14-28, а их локализация на генетической карте E.coli показана на рис. 15-1. Ген His В детерминирует сложный белок с двумя независимыми ферментативными активностями (рис. 14-28).