БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 2

ЧАСТЬ III. БИОСИНТЕЗ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ МАКРОМОЛЕКУЛ

ГЛАВА 21. БИОСИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ И ГЕМА

Заключение

Микроорганизмы используют АТР и сильный восстановитель для превращения N₂ в NН₄. Затем соли аммония используются высшими организмами для синтеза аминокислот, нуклеотидов и других молекул. Основными соединениями («пунктами входа»), в составе которых NН²₄ вводится в промежуточный метаболизм, являются глутамин, глутамат и карбамоилфосфат. Организм человека способен синтезировать лишь половину основного набора двадцати аминокислот. Эти аминокислоты называются заменимыми в отличие от незаменимых, которые обязательно должны поступать с пищей. Пути биосинтеза заменимых аминокислот очень просты. Глутамат-дегидрогеназа катализирует восстановительное аминирование α-оксоглутарата с образованием глутамата. Аланин и аспартат синтезируются путем трансаминирования пирувата и оксалоацетата соответственно. Глутамин синтезируется из NH₄⁺ и глутамата, сходным образом образуется и аспарагин. Пролин синтезируется из глутамата. Серин, образующийся из 3-фосфоглицерата, предшественник глицина и цистеина. Тирозин синтезируется путем гидроксилирования незаменимой аминокислоты фенилаланина. Пути биосинтеза незаменимых аминокислот гораздо сложнее, чем заменимых. Эти пути в большинстве своем регулируются путем ингибирования по типу обратной связи, когда решающая реакция аллостерически ингибируется конечным продуктом. Регуляция глутамин-синтетазы Е. coli- наглядный пример кумулятивного ингибирования по типу обратной связи и контроля с помощью каскада обратимых ковалентных модификаций.

Тетрагидрофолят - переносчик активированных одноуглеродных групп; он играет важную роль в метаболизме аминокислот и нуклеотидов. Этот кофермент переносит одноуглеродные фрагменты с различной степенью окисления, которые способны к взаимопревращениям: наиболее восстановленная форма-метальная группа, наиболее окисленные-формильная, формимино- и метенильная группы, группа с промежуточной степенью окисления-метилен. Основной донор активированных метальных групп - S-аденозилметионин, который синтезируется путем переноса аденозильной группы АТР на атом серы метионина.

S-аденозилгомоцистеин образуется в результате переноса активированной метильной группы на акцептор. Он распадается на аденозин и гомоцистеин, который затем метилируется с образованием метионина; тем самым завершается цикл активированной метильной группы.

Аминокислоты - предшественники различных молекул. Порфирины синтезируются из глицина и сукцинил-СоА, конденсирующихся с образованием δ-аминолевулината. Молекулы этого промежуточного продукта конденсируются друг с другом, образуя порфобилиноген. Четыре молекулы порфобилиногена соединяются в линейный тетрапиррол, который циклизуется и дает уропорфириноген III. Окисление и модификации боковых цепей приводят к образованию протопорфирина IX, который присоединяет атом железа и становится гемом. δ-Аминолевулинат-синтаза - фермент, катализирующий решающий этап этого биосинтетического пути, ингибируется по типу обратной связи гемом.