Активированные метаболиты

Многие коферменты (см. сс. 108-111) пред­назначены для активации менее реакцион­носпособных молекул или групп. Активация заключается в образовании из соответству­ющей группы реакционноспособного про­межуточного соединения, которое может переноситься в экзоэргической реакции на другую молекулу (см с. 126). В качестве примера прежде всего следует упомянуть кофермент А, который связывает и тем са­мым активирует остатки жирных кислот благодаря образованию тио л сложноэфир­ной связи (см. сс. 58 и 110)

АТФ и другие нуклеозидтрифосфатные коферменты могут переносить не только фосфатные остатки, но и участвовать также в реакциях активации. Здесь рассмотрены метаболиты или группы, которые активиру­ются при обмене веществ, связанном с нук- леозидами или нуклеотидами В дальней­шем такая активация будет продемонстри­рована на примере метаболизма сложных углеводов и липидов.

А. Активированный метаболит I

1. Уридиндифосфат-глюкоза [удф-глюкозе (udp-глюкоза)]

Встраивание остатков глюкозы в полимер, такой, как гликоген или крахмал, является эндоэргическим процессом. Активация глю­козы происходит в несколько стадий, при ко­торых на один остаток глюкозы расходуются две молекулы АТФ. После фосфорилирова- ния свободной глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата и изомеризации в глю­козо-1-фосфат (е) по реакции с УТФ (UTP) (б) образуется УДФ-глюкоза, у которой ано- мерная ОН-группа при атоме С1 углевода связана с фосфатом. Эта «богатая энерги­ей» связь (ацеталь-фосфат) делает возмож­ным экзозргический перенос остатков глю­козы на гликоген (в, см. сс. 122, 158) или другие акцепторы.

2. Цитидиндифосфат-холин [цдф-холин (cdp-холин)]

По аналогичному принципу активируется

аминоспирт холин для встраивания его в

фосфолипид (см. с. 172). Холин прежде все­го фосфорилируется АТФ в холинфосфат (а), который с отщеплением от ЦТФ дифос­

фата переходит в ЦДФ-холин. В отличие от схемы на рис 1, из Ц ДФ-холина переносит­ся не холин, а холинфосфат, который обра­зует с диацилглицерином фосфатидилхолин (лецитин).

3. Фосфоаденозинфосфосульфат [фафс (paps)]

Сульфат-группы в различных биомолекулах проявляют себя как сильные полярные груп­пы, например, в гликозаминогликанах (см. с. 336) и конъюгатах стероидных гормонов с ксенобиотиками (см. с. 308). При синтезе «активированного сульфата» (ФАФС) АТФ реагирует прежде всего с неорганическим сульфатом с образованием аденозинфос- фосульфата (АФС) (а) — промежуточного соединения, содержащего уже «богатый энергией» смешанный ангидрид фосфорной и серной кислот. На втором этапе фосфори­лируется З'-ОН-группа АФС в АТФ-зависи- мой реакции. После переноса сульфатного остатка на ОН-группу (в) побочным продук­том является аденозин-3',5'-дифосфат.

4. S-Аденозилметионин (SAM)

В обмене веществ перенос Сi-групп осуще­ствляется прежде всего коферментом тет­рагидрофолатом [ТГФ (THF)], способным связывать такие группы в различных стадиях окисления (см. сс. 111, 406). Кроме того, во многих реакциях метилирования прини­мает участие “активированный метил” в форме S-аденозилметионина (SAM) Так, SAM участвует в превращении норадрена- лина в адреналин (см. с. 342), в инактивации норадреналина (путем метилирования фе­нольной ОН-группы) (см. с. 308), а также в образовании активной формы цитостатика 6-меркаптопурина (см. с. 388).

SAM образуется при разрушении белка из аминокислоты метионина, на которую пере­носится аденозильный остаток молекулы АТФ (см. с. 403). После переноса активиро­ванной метильной группы побочным продук­том реакции является S-аденозилгомоци- стеин, который может превращаться в две стадии в метионин. При отщеплении остатка аденозина возникает небелковая аминокис¹ лота гомоцистеин, на который с помощью М⁵-метил-ТГФ снова переносится метиль- ная группа (см. с. 106). Кроме того, гомоци­стеин может расходоваться также на обра­зование пропион ил-КоА (см. с. 403).