Тимин биохимия

Обамениибелковокислот

120

О Б М Е Н ИР О Л Ь К Р Е А Т И Н А

Креатин – веществоскелетныхмышц,миокарда,нервнойтка

ни. В виде креатинфос-

фата креатин являетсядепо""макроэргическихсвязей,исподбыстрогользуетсяресинтеза

АТФвовремяработыклетки.

мышечной ткани.

Креатинфосфат обеспечи-

Особеннопоказательролькреатинав

вает ресинтезАТФ

впервыесекундыработы

(5-10сек),когданиан гликолизэробный,ни

аэробноеокислглюкозыжирныхниекислотщенеак икровоснабжение, вировано

мышцынеувеличено.

В нервной тканикреатинфосфатподдерживает

некотороевремя

жиз-

неспосклетокприотсутбноис. лородатвииь

ПримышечработеиоСаныой

2+,высвободившизсаркоплазматическогорет еся

у-

лума,являются

активаторами креатинкиназы.

Продуктреакции

креатин осуществляет об-

ратнуюположительную

активацию фермента,ч топозволяетизбежатьсниженияскорости

реакциипоходураб, одтобылолжнороепр позаконуизодействующихтимасс

из-засниженияконценткреатинфосфатавработающихциимышцах.

неферментативного дефосфорилиро-

Около3%креатинфосфатапостоянновреакции

ванияпре ращается

креатинин.Количествокреатинина,выделяемое

здоровым человеком

всутки,всегпочтидазависитнактолькообъевомышечнойма. ссы

Синтез креатинаидетпоследовпочки ательнох

печенивдвухтрансферазныхреа

к-

циях.

Первреакциязаключаетвпереноамидиновойгруппысотяаргининаеглицинс

образовангуанид. иемнацетата

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

121

Полученныйвпоч

кахгуанидинацтокомкровидоставляетсяпечитатм ньтилир

у-

етсяучасктиформыметионинаемвной

– S-аденозилметионина. Поокончаниисинтеза

креатиндоставмышцыилимозгяется.Здесь

приналичииэнергАТФи

(вовремяпокоя

Есинтезликреатинаопережаетвозможностиегофиксациимышечнойткани,тора

з-

вивается креатинурия – появленкреатмоч. иена

Физиологическая креатинурия наблю-

даетсяв

первые годы жизни ребенка.Иногда

к физиологической относят и креатинурию ста-

риков,

которая возникает как следствие атрофии мышц и неполного использования образу-

ющегося в печени креатина.

Призаболеваниях

мышечной системы (при миопатии или про-

грессирующей мышечной дистрофии) вмоче

наблюдаются наибольшиеконцентрациикре

а-

тина – патологическая креатинурия.

ОБРАИУБОРКАЗВАНИЕ

АММИАКА

Аммиакнепреобразуетсявовсехывноорганахитканяхорган.Наактиболеезма

в-

нымиего

продуцентамивкровьявляюторганысвыобменомсяокимаминокислотби

о-

генныхаминов

– нервнаяткань

, печень, кишечник, мышцы.

Основными источниками аммиака являютсяследующиереакции:

o

внутримолекулярдезамгистиди,нированкатаболизмнек торыхее

аминокис-

лотсерина( ,треонина,глицина)

– впечени,

o

окислитедезаминированиеглутаминовойьноекислоты

вовсех тканях (кроме

ы-

шечной) ,особенно впеченипочках

,

o

дезаминироваамидовглутаминовойаспарагиновойк слоте

– впеченипочках

,

o

катаболизм

иогенныхаминов

– вовсехткан

ях,внаибольшейстепенивнервнойтк

а-

ни,

o

жизнедеятельнбактерийтолстогокишечникасть

,

o

распадпуриновыхпиримидиновыхоснований

– вовсехтканях.

Вмышечнойтканип

риинтенсивнойнагпрузкеоичастичноедезаминирходит

о-

ваниеАМФ

собразованием

ИМФ.Амми,обрапризующийсяэтомк,связывает

ионыН

+,чтозащелачиваетвнутрсредупрепятствуетклеточнуюеезакислению

молочнкислотй

ой.

С В Я З Ы В А Н И Е А М М И А К А

Втканяхсущнесколькотвуют

реакций обезвреживанияаммиа

ка – синтезгл

утамино-

войкисглоу,синтезыаминаспарагина

,синтезкарбамоилфосфата

:

o

синтез глутаминовойкислоты

(восстановаминировательниое

) – реакцпосутия

обреаатнаокцииислительногодезами,одвкачествеиркоферментавания

с-

пользуетсяНАДФН.П

роисходпрактитчески

вовсехтканях

,кромемышечной

,ноим

е-

етнебольшоезначение,т.к.дляглутаматпредпочтительнегидрогеназысубстратом м

являеглукислотасяаминоваяравновереакцсдвситоронуиенуто

α-кетоглутарата,

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

123

o

синтез глутамина – главныйспособ уборки аммиака.Наиболееактивнопроисходит

внервнойимышечнойтканях,почках,сетчгл,печткеза.Р протекаетакциянивм

и-

тохондриях.

Образованиебольшогоколичглутаминаприобезвреживствааммиакобеспечании

и-

ваетвысокиеконцентрации

этоговеществакрови(0,5

-0,7ммоль/)Таккак. глутаминпр

о-

никаетчерклеточныемембранызпутемоблегчедиффузии,толегконпн падаетй

не

тольковгепатоциты

,ноив

другиеклетки

,гдеестьпотребностьваминогруппах.Азот,

переносиглутамином, ый

испоклеткамидляьзуесинпуриновогосяезапиримидинов

о-

гоколец,гуанозинмонофГМФ(),аспарагина,глюкозсфатамино

-6-фосфатапредшестве(

н-

никвсехостальами)н. осахаровых

o

синтез аспарагина – являетвторостепеннымпосяубаммбомрки,энергетака

и-

ческиневыгоден,т.к.

приэтом

тратятся 2макроэргическиесвязи

,

o

синтез карбамоилфосфата в митохондриях печени – реакцияявляетсяпервойпр

о-

цессесинтезамочевины

(смниже)

.

Т Р А НАСМП О Р Т

М И А К А

Транспортнымифораммиизткамивпеченьнейкаявляются

глутамин, аланин,в

меньшстепений

аспарагин и глутамат,некотороеличествоаммиаканаходитсякр ви

в свободном виде.Глутамиаланин

являютсянаиболеепредставленными,ихдолясреди

мышц и

всехаминокислоткр виставляетдо50%Б .

ольшаячастьглутамина

поступает

нервнойткани

,аланинпереносит

аминныйазот

от мышц истенки

кишечника.

Целевымиорганами

длятранспортааммиакявляются

печень,почкикишечник.

o

в печени: а) аспарагинглутамин

дезаминируются соответственаспарагиназой

глутаминазой,образующийся

аммиакисподсинтляьзуезатся

мочевины (смниже)

,

б) аланинвступаетреакциитрансаминирования

α-кетоглутаратом,образу

е-

мая глутаминовая кислотаподвергаеокислительдезаминированиюсяому

,

o

в кишечнике частьглутаминадезаминируется

глутаминазой.Послеэтого

образован-

ный аммиаквыделяетсяпросветкишн(болеечника5%)

или в кровь воротнойвены

,

а глутамвступаеттрансаминирование

спируватом , в результатечего

аминоазотп

е-

реходитна

ланин

сним поступаетвпе

чень,

Обаменмиака

124

o

в почках идет образование ивыведение аммсонилейных

последезаминирования

глутамата,

глутаминааспарагинасм(ниже).

ГЛ Ю К О З О -А Л А Н И Н О В Ы Й ЦИКЛ

В мышцах основнымакцепторомлишнегоазотаинногоявляетсяпируват.Прикат

а-

болизме белков вмышцахпроисходятреакциитрансаминирования

аминокислот c

α-кетоглутаратом,образуеглутамат,кодалееорыйсяпередаетаминоазотнапируват

б-

разуетсяаланин

.Измышц

скро вьюаланин

переноситсяв

печень,где вобратнойеакции

передаетсвоюаминогруппу

наглутамат.Образующийиспользуетсяпируваткаксубстрат

вреакцияхсинтезаглюкозы,глутаминоваякислотадезаминаммируетсяак

используется

в синтезе мочевины.

У Д АЛМЕМНИИАЕК А

ИОЗР Г А Н И З М А

Практичесорганивесьаммудаляетсяизк черепочкиввидезма

мочевины,кот о-

раясинтезируетсявпечени,

иввидеобразующи

хсявэпителииканальцевпочек

аммоний-

ныхсолей .

Вклеткиаммпопадаетвсоставекглуи амина

аспараг,глутаминовойк ,наслоты

аланинавсвободномвиде.Кроме

этого,приметаболизмеонобразуетсявбольшомкол

и-

чеивсамихтвегепатоцитах.

С И НМТОЕЧЗЕ В И Н Ы

Впеченивесь

удаляемый аммиакисподсинтляьзумочевины. затся

Увеличение

синтезамочеви

нынаблюдаетсяпраспитканевыхбелковде

иазотистыхсоединений

(гол о-

дание,

воспалитпроц, ессыльные

сахарныйдиабет)или

при избыточнбелковопитании. м

Умладенцсинтезмочможетевбытьины

снижен подвумпричинам:незрелостьпечени

актсивныйнтез

белковинуклеинкислпроистерганизмавых.

ор-

Реакциисинтезамочевявляютсяциныклическимпроцессомполучилиназвание

нитиновыйцикл

.Синтезмочевначвиныается

митохондриях (перваяивтораяреакции),

оставшиесяреакцииидут

цитозоле.Для перенцитруллинаорнитинасачерезмит

о-

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

125

Вобразованииодноймолекулымочевиныучаствуетмолекула1

NH4+,молекула1

CO2,

амин1огруппааспарлекулыкислоты,затрачиваетсягиновоймакроэргическ4

ие

связи

Впротивоположаммочевииакуявляетсянетоксичнымнейтральнымость

соед.Онаинениемспользуетсялейкбактерицидныйоцитамиагент;впочках

являетсястимуляосмодиурт;оромпослеогоичвыделениязакишечникее

азотможетвключатьсякишечнымибактериямиилидажеэнтероцитамивсостав

аминокислот.

При хронипочнедостаточноск,когдаойпродуктыазотиобменастиого

невыводятсяорганизма,токсичндействиенаорганизмказываетсовсемне

моче,асовина

окупностьболеечем200другихвеществ.

С И НАТМЕМЗСООНЛИ Й Н Ы Х

Е Й

Непосредсинтезаммсотвилиниленйныйх

аммониегенез происходитвпросв

е-

теканальцевпочекизсекретируемых

сюда аммиакаионовводородафильтрующихся

р-

ганнеорганическихи

оновпервичноймочи.Около10%всегоаммиакавыводится

почкамиввидеаммсо.нилейных

Частьглутамкрови,незадержавшаясянапечени,достигаетпочек.Вклеткахпоче

ч-

ныхканальцев ,восновном

дистальных канальцах,

имеферменттся

глутаминаза,гидр о-

Обаменмиака

126

лизующаяамиднуюгруппусобразовглут.Глутаматниеммата

, всвоюочередь,дезамин

и-

руется глутаматдегидрогеназой.Выделяемыйаммиакдиффундируетвпросветканальца,

NH4+.Онисвязываютсянеорганич

гдесоедииоНняетсяом

+,обрионыаммониязуя

е-

скими(

фосфаты,хлориды,сульфаты

)илисорганичеанионамиуксусной( ,щавелевойкими,

Данныйпроцессглавноезначениеимпроцессеетвыведенияаммиака,при

регуляциикислотно

-основнсткрови. янияго

Присдвигах

КОС происходит

адаптивноеизменение активностиглут.Примцзакислении( донакрови)ые

необходимостьвыведенияионовН

+ вызывает увеличение синтезафермента

возраэкссолейкрециитаммонияние.Приалкз( лозещелачкров) ивании

ак-

тивность глутаминазысн ионыжаетсяН

+ сберегаютсяворганизме.

Г И П Е Р А М М О Н И Е М И И

Аммиакявляетсятоксичнымсоединением,находящвкрвотносительновимся

е-

большихконцентрациях(11,0

-32,0мкмоль/)Симптомы. аммиачногоотравленияпроявл

я-

ютсяприпревышенииэтихпредвс2голв

-3раза.Пре

дельнодопустиуровеньаммый

и-

авкаровимкмоль60/.При

повышении концентрацииаммиака

(гипераммониемия) до

предельныхвеличин

можетнаступитькосме.Пхроническойтьгипераммониемии

развиваетсяумственнаяотсталость.

Выделяют наследственные и приобретенные (вторичные)

формы гипераммониемий.

НА С Л ЕФОРМД С Т ВЫЕ Н Н Ы Е

Наследственные формыгипераммонвызваныгенетдефектилюбогоческимемиииз

пятиферментовсинтезамоче. ины

Соответственноферментузаболеваниеделитсянапять

типов.П

ервичными признакамигипераммониемийявляются

сонливость,отказпищи,

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

127

рвота,беспок,суд, ойствороги

нарушенкоорддви, женнациий

тахипноэ,дыхательный

алкалоз.Могутразвитьсяпеченочннедост,легочнаяточность

ыеивнутричерепныекров

о-

излияния.

ется гипераммониемиятипа

Наибочастойявлеея

ΙΙ,связаннаянедорнстатком

и-

тин-карбамоилтрансф.Заболеваниерецес,сцеплХивноеразыно

-хро.Умосомойатери

такженаблюдаегипераммониемияотвращениесякбелкпродуктам.Привым

полном де-

фектеферментанаследственныеги

пераммониемии имеютраннееначалов(период48

а-

совпослерождения)

.

Лабораторным критеризаболявляетсянакоплениемвания

глутамина (в20иболее

раз) и аммиака вкрови,ликворемоче.

Принциплечения

гипераммониемийсводитсякограничениюбелка

диете,ужеэто

позволяетпредотвмнаогиермозговойушатитьдеятельностиния.

Параллельнопримен

я-

ют глутамат (связывающийаммиак)

фенилацетат,образсглуводорающтамийном

с-

творимыйкомп

лекс,которыйвыво

дитсямочой

.

ПР И ОФОРМБЕ Т ЕЫН Н Ы Е

Приобретенная гипераммониемияразвследствиеивается

заболеванийпеченивиру

с-

ных инфекций,котмприводрыегуткснижениюсинтезаферментьорницитинового

к-

лаи,врезультате,кгипераммониемии.

Втяжелыхслучаяхон

апроявляетсякактошнота,

рвота,судороги,нечленораздельнаяречь,затумазре,треморнивание

,нарушениекоорд

и-

нацдвижений.

Нафоне

избыточного содержбелкания

впище ,заболеванийЖКТ

илипри

ки-

шечномкровотечении

(появбевнижнотделахлениекакишечника)

микрофло-

ракишечникаактивнопродуцамм,которыйиспособенруетак

переходитьв

крворотнойвьсистемы

. Если убольногоимеетсясопутствующий

цирроз печени

(прикотором

развиваютсяколлатералимеждуворотнойвен

ойибольшимкруго

кровообращения), то развивается гипераммониемия.

Г И ПТОТКЕСЗИЫЧН О С Т И

А М М И А К А

Токсичностьаммиакаобусловлена

следующимипричинами

:

1При.син

тезеглутамапроисходитот ока

α-кетоглуизЦТК,приэпонижаетсяомарата

образованиеэнерги

иАТФи

ухудшадеятельностьклетоктся

(гипоэнергетическоесост

о-

яние) .

NH4+ вызываютзащеплакрочи.змыПрэтомвповышаетсяаниесро

2Ионыаммония.

хуже отдаеткислородвкапи

д-

ствогемоглобинаккислородуэффект( Бора),гемоглобин

л-

ля,врезультатеах

наступаетгипок

сияклеток.

3Накопле. свобиодногоаие

NH4+

вцитозоле

конкурентно влияетнаработу

внутрикле-

точныхферментов,

и конкурируетс

ионными каналами для Na+

и K+.

4Глутамин. ,являясьосмотическиактивнымвеществом,приводитзадержкеводы

вклетках

иихнабуханию,чтовызываето екканей.Вслучаенервнтканиэтможетвызй

вать

отекмозга,кому

исмерть.

5Использование.

α-кетоглутариглутамдлянейтралатааммвызываетиснижаказации

е-

ниесинГАМКтор, езамедиатораозногонервнойсис

темы.

Ворганизмеаспартатглутаматиспользуютсявсемиклеткамидлясинтезапуриновых

ипиримидиноснованийэтих.Амиднпроизводныеаминокислотеявляютсятран

с-

портныфорамизамитквпочкинейкапечень.Кромеэтого,глутаминоваякислота

входит составглутатиона

– вещества,выполняющегодверазличныефункции

– перенос

аминокчерезмембрануиключевоеслотзве тиоксистклидантной.Таемекже

глутаматиегопроизводное

γ-аминомаслянкислотаявляютсмедиЦНС.аяторами

П У Т И И С П ОЦЛИЬСЗОТЕВИАН И Я

А

Цистеинявлячр тсязв

ычайноважнойамин

о-

кислотойвсвязитем,чтоэтоеди

нственныйи

с-

точникорганичсерыдляклорганизмаетокской.В

результатереакцийметаболизмаэтасерапереходит

всоставдругихсерусодвеществржащих

– фосфо-

аденозкиФАФСслотанф( ),коэнзимсфосерная

А,

глутатион,сульфированнпроизводныеуглеводов

(хондроитинсульфат,кератансульфат,дерматан

-

сульфат)иливыводится

почкамиввидесульфатов.

Однимпроизводныхцистеинаявляется

а-

урин,обладающий

следующими функциями:явл

я-

ется обязателькомпожелчкислотнымныхтом

играетрольвнутриклеточного

антиоксиданта. Есть

данныеофунтаурикакцтормозногоиаейр

о-

медиатора.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

129

ЦИ С Т И Н О З

Этиология. Аутосомно-рецессболизевосомальнньяк,обуслпленияоговле

н-

наянарушением

белкацистинозина,обеспечивающего

транспортцистинализосом.Во

з-

можно,имеетсяэнзиматическийблокнапутипревращенияцистина,

результатом которого

является накоплениев

организме его кристаллов.

Частота – 1:100000вАнглииФранции(

–

до1:2 5000).

Патогенез. Происходиттложенцистиновыхкристалретикулярныховетках

костногомозга,вклеткахпечени,почек,селезёнки,слизистойоболочкипрямойкишки,в

лимфатическихузилейах,вклеткахоцитроговицыконъюнктивы,островковых

клеткахподжелезы,аорте,удочнойатрофяичникахмозгеческих.

Диагноз.Первымисимптомамиявляютсяполиурполидипсия, ,лихорадканеизвес

т-

ногопр исхождения.Приисследованиимочи

выявляетсящелочнойрН,глюкозурияпр

о-

теинурия,чтосвидетельствуетосинарфункцииушеномепочечныхканальцевя

– син-

дромеФанкони

.

Навторомгодужизниухудшаетсяфункципочекразвиваетсяаминоацидурия,

сп о-

вышеннымвыведениемцистинао, чой

бнаружкристаллыцистинавмочеются

(ци-

стинурия).

Клиническаякартина

.Различаютклинические3 формыпроявляющ(

иесявраннем

детстюношеском,в возрасте

и у взрослых).

Цистираннефропатическийоз

Заболеваниеразвиваетсяна1

-мгодужизни.Отмечаю

тсяотстмтелаваниессы,пс

и-

хическогоразви,часразвиваютсяанорексия,гипотрофияпотеряаппетита,отставание

вросте,ми, бщаяпатиям

ышечнаяслабость,

расстройствапамяти

,атрмозга, фия

часто

возникметаболическийаци

доз,

рвота,за,поры

лиурияполидипсия

. Могутнабл

ю-

датьсяподъемытемпературытела,несвязанныеинфекцией.

почек,появляютсяпризнауказывающие, наанальцевыеп

Изменяетсяфункци

о-

врежд.Кконцупегоданиярвогожизнинарушпочвызыразвитиекниеает

рахита и осте-

опороза. Увеличеныразмерах

печень и селезенка.

В роговице можбнкристааружитьоотложениялические

ретинопатию потипу

«солиперцем»Пр.

огрессивнонарастает

фотофобия.

Кромеуказанныхотмечаются

гипотиреоз,гипофункцияяич,э иковдоэ риннаяз

о-

криннедостаточностьаяподжелезыудочной

.

Цистинознефрп патзднийческий

Отличаетсяотраннеговариантанормальнымростомначаломвподрв стковом

з-

расте.Прогрессиболеемедленно,однакпрогнозтакжеуетнеблагоприятный.