31. Непротеиногенные аминокислоты. Пути их образования и функции.
Это аминокислоты, их амиды, иминокислоты, которые в норме не входят в состав белков. В растениях и микроорганизмах, в частности, они образуются вовремя повышенной потребности в азоте, например, при образовании почек или прорастании семян, или же запасаются в виде растворимых веществ. Многие аминокислоты, образовавшиеся при обмене веществ низших организмов, имеют свойства антибиотиков. Они действуют как аминокислоты - антагонисты, т.е. являются конкурентными ингибиторами при обмене веществ, задерживая определенные ступени биосинтеза аминокислот или способствуя образованию ложных последовательностей при биосинтезе белков.
Больш-во Н.АК (непротеиног аминок-ты) в высших растениях находятся в свободном состоянии или в конденсированном виде с другими низкомолекулярными соединениями (глутаминовой, щавелевой, уксусной кислотами). Некоторые из Н.АК (гидроксипролин или гомосерин) встречаются в составе растительных белков. Например, гидроксипролин обогащае белки в клеточных стенках. Образование Н.АК в белках в этом случае происходит путем посттрансляционной модификации протеиногенных АК.
Известно более 400 непротеиногенных аминокислот. Многие из них – модифицированные белковые аминокислоты. Так, аланину соответствуют свыше 30 производных, различающихся заместителями водородного атома ме-тильной группы. Заместителем может быть аминогруппа, как, например, у 1,2-диаминопропановой кислоты H2NCH2CH(NH2)COOH, которая встречается в растениях семейства мимозовых; может образоваться циклопропановое кольцо, как у найденной в различных фруктах аминокислоты гипоглицина и 1-аминоциклопропакарбоновой кислоты.
Осн.пути синтеза непротеиногенных:
Удлинение или сокращение цепи (добавление/удаление СН2-, СН3-фрагмента).
Гидрирование, дегидрирование.
Гидроксилирование.
Аминирование
Существует фотохимическая классификация Н.АК, связанная со структурой исходных протеиногенных АК.:
Нейтральные алифатические АК.
Серосодержащие АК.
Ароматические АК.
Гетероциклические АК.
Дикарбоновые АК и амиды.
Щелочные (основыные) АК.
Иминокислоты.
Классификация небелковых аминок-т по сходству с белковыми:
Сходство по изомерии (альфа- аланин (протеин.)и бета-аланин (Н. АК)). Бета-аланин сод-ся в пуле свободных аминокислот, входит в состав пантотеновой кислоты, коэнзима А.
По гомологии (цистеин-гомоцитеин, аргинин-гомоаргинин, серин-гомосерин).
По аналогии (аналогия по замещению - Цистеин и S-метилцистеин (он распространен в растениях и может выступать донором метильных групп в реакциях метилирования). Либо по сходству молекул – канаванин и аргинин.
Функции непротеиногенных аминокислот в растениях:
Транспортная форма азота по растению. Производные асп и глу и их амидов.
Основная запасная форма азота и серы в семенах. Орнитин, цитруллин, гомоаргинин накапливаются в семенах в качестве резерва азота. При прорастании используются для образования необходимых проростку аминокислот. Источник запасной серы - S-метилцистеин.
Быстрая и эффективная регуляция количества доступного NH4+ для растения. Непротеиногенные аминокислоты легко подвержены метаболизму и в случае необходимости снабжают растение ионами аммония для синтеза белков.
Некоторые непротеиногенные аминок-ты участвуют в образовании протеиногенных. Например, из гомосерина образуется треонин и метионин.
Защитная функция. Например, орнитин и цитруллин участвуют в обезвреживании аммиака в орнитиновом цикле. Принимают участие в синтезе этилена. Метионин – аминоциклопропановая кислота (Н.АК) – явл-ся транспортоной формой этилена – этилен.
Непротеиногенные аминокислоты могут быть даже токсичны для организма другого вида, они ведут себя как обычные чужеродные вещества (ксенобиотики). Например, гипоглицин, канаванин, дьенколевая кислота и β-цианоаланин, выделенные из растений, ядовиты для человека. Токсичность обусловлена тем, что они включаются в состав белков вместо нормальных белковых АК и нарушают функционирование таких протеинов. Например, токсичность канаванина связана с тем, что у животных аминоацит-тРНК-синтазы, осуществляющие перенос аргинина на тРНК, не могут отличить канаванин от аргинина и включают его в цепь.
Формулы, встреченных в тексте АК (по алфавиту).
