МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ, ПЕПТИДОВ, АМИНОКИСЛОТ
КАТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ
R
H2N CH COOH
Мочевина 
NH3
|
Кетокислоты Амины |
кетогенные |
гликогенные |
аминокислоты |
аминокислоты |
Ацетил-Ко-А Пируват
Ацетил-Ко-А
Цикл
трикарбоновых
кислот
CO2
NH3 
мочевина
Жирные
кислоты
Глюкоза (гликоген)
СО2
71
Таблица. Заменимые и незаменимые аминокислоты
Заменимые |
Незаменимые |
|
|
Аланин |
Валин |
|
|
Аспарагин |
Изолейцин |
|
|
Аспарагиновая кислота |
Лейцин |
|
|
Глицин |
Лизин |
|
|
Глутамин |
Метионин |
|
|
Глутаминовая кислота |
Треонин |
|
|
Пролин |
Триптофан |
|
|
Серин |
Фенилаланин |
|
|
Тирозин |
*Аргинин |
|
|
Цистеин |
*Гистидин |
|
|
* - условно заменимые аминокислоты
Заменимые аминокислоты – аминокислота, которые синтезируются в организме из продуктов метабьолизма углеводов и липидов Незаменимые аминокислоты – не синтезируются в организме.
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
Окислительное дезаминирование – основной тип дезаминирования (отщепления аминогруппы) аминокислот
Ферменты: НАД (НАДФ)-зависимые дегидрогеназы аминокислот
ФАД (ФМН)-зависимые оксидазы аминокислот
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|||||
CH |
|
|
NH2 |
+ |
НАД+ |
+ Н2О |
|
|
|
|
C |
O |
+ |
НАДН + H+ + NH3 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
||
-аминокислота |
|
|
|
|
|
-кетокислота |
|
|||||||||
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
||
CH |
|
NH2 |
+ |
ФАД |
+ Н2О |
|
|
|
|
C |
O |
+ |
ФАДН2 + NH3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
||
-аминокислота |
|
|
|
|
|
-кетокислота |
|
|||||||||
72
ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ
Трансаминирование (переаминирование) аминокислот – реакция межмолекулярного переноса аминогруппы от -аминокислоты на - кетокислоту без промежуточного образования аммиака.
Ферменты: аминотрансферазы Кофермент: пиридоксальфосфат
COOH |
COOH |
|
COOH |
COOH |
|||||
CH |
|
NH2 + |
C O |
|
|
C |
O + CH |
|
NH2 |
|
|
|
|
||||||
|
|||||||||
R |
R2 |
|
R1 |
R2 |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-аминокислота -кетокислота
БИОСИНТЕЗ ГЛУТАМИНА
Биосинтезглутамина – наиболее распространенный путь связывания и обезвреживания аммиака в организме
Фермент: глутаминсинтетаза
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH + NH + АТФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 + АТФ + Фн |
CH |
|
C |
|
C |
|
C |
|
|
|
CH |
|
C |
|
C |
|
C |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
H2 |
H2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
H2 |
H2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
COOH |
|
|
O |
|
COOH |
|
|
O |
|||||||||||||||||
|
|
|
глутаминовая кислота |
|
|
|
глутамин |
||||||||||||||||||
73
ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ МОЧЕВИНООБРАЗОВНИЯ
1. Синтез карбамоил фосфата Фермент: карбамоилфосфат-синтетаза
O
NH4+ + СО2 + 2АТФ + Н2О H2N C O PO3H2 + 2АДФ + Фн
карбамолилфосфат
2. Образование цитруллина Фермент: орнитинкарбамоилтрансфераза
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
H2N |
|
CO |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
H2N |
C |
|
C |
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
C |
|
CH2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
C |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
H2N |
|
|
|
|
|
O PO3H2 + |
H2 |
H2 |
|
|
|
|
|
|
H2 |
H2 |
|
+ Фн |
|||||||||
|
C |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
орнитин |
|
|
|
цитруллин |
|
|||||||||||||||
3. Взаимодействие цитруллина с аспарагиновой кислотой Ф ермент: аргининосукцинатсинтетаза
H2N |
|
CO |
|
|
|
|
NH2 |
|
|
C |
|
|
|
CH2 COOH |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
C |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
HN |
N |
|
CH |
|
COOH |
+ АМФ |
||||||||||
|
HN C |
|
|
2 |
CH |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
H2 |
H2 |
+ |
|
|
|
|
|
+ АТФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
CH |
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
C |
|
|
C |
|
|
|
CH |
+ ФФн |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
H2C |
|
COOH |
|
|
|
|
H2 |
|
H2 |
|
|
2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|||
|
цитруллин |
|
|
|
|
|
|
аспартат |
|
аргининосукцинат |
|
|||||||||||||||||||||
74
4. Образование аргинина Ф ермент: аргининосукцинатлиаза
|
|
|
|
|
CH2 COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
HN C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
|
C |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
N |
|
CH |
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
CH2 |
CH |
|
|
COOH |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
C |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|||||||
HN |
C |
|
|
C |
|
|
CH2 |
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
H2 |
|
H2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
|
|
COOH |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH2 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
аргининосукцинат |
|
аргинин |
|
|
|
|
|
|
фумарат |
|||||||||||||||||||||||
5. Гидролиз аргинина с образованием мочевины Ф ермент: аргиназа
HN |
|
C |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2N |
C |
|
C |
|
CH2 |
H N |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
CH |
|
|
|
|
H2 |
H2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
HN |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
H2 |
H2 |
|
2 |
|
+ H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
O |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH2 |
+ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
аргинин |
|
|
|
|
орнитин |
мочевина |
|
|
|
||||||||||
Суммарное уравнение мочевинообразования |
|
|||
СО2 + |
NH3 + |
3АТФ + |
2Н2О + аспартат |
|
мочевина + |
2АДФ |
+ АМФ |
+ фумарат + 2Фн + ФФн |
|
75
МЕТАБОЛИЗМ ГЕМОПРОТЕИНОВ
СИНТЕЗ ГЕМА
Синтез порфобилиногена из сукцинил-Ко А и глицина
1. Образование -аминолевуленовой кислоты.
Фермент: пиридоксальзависимая -аминолевуленатсинтаза
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|||
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
HSKoA |
CO2 |
|
|
CH2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
CH2 NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
+ |
|
|
|
|
|
CH2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
||
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
O |
|
|
|
|
|
|
C |
|
O |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
SKoA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2N |
|
CH2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
сукцинил-КоА |
|
глицин |
|
-аминолевуленовая |
||||||||
кислота ( -АЛК)
Ингибитор: гем.
2. Образование порфобилиногена.
Фермент: порфобилиногенсинтаза.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
COOH |
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
2H2O |
|
COOH |
CH2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
CH2 |
CH |
|
|
|
|
|
CH |
CH |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|||||
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
CH2 |
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
C |
C |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
O |
|
C |
|
O |
|
|
|
|
|
C |
CH |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2N |
|
CH2 |
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
H2N |
|
CH2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-АЛК |
-АЛК |
|
|
|
порфобилиноген |
||||||||||||||||
76
Цитозоль
Митохондрии
Синтез гемоглобина
Порфобилиноген (4 молекулы)
УПГ-синтаза |
|
УПГ-косинтаза |
4 NH3 |
|
Уропорфириноген III (УПГ)
УПГ-декарбоксилаза 
4 СО2
Копропорфириноген III (КПГ)
КПГ-декарбоксилаза |
2 СО2 |
КПГ-оксидаза |
4Н+ |
Протопорфириноген III (ППГ)
ППГ-оксидаза 
6Н+
Протопорфирин IX
Гемсинтетаза Fe2+ (ферритин) (феррохелатаза)
Гем
Глобин
Гемоглобин
77
Распад гемоглобина
Гемоглобин
НАДФН.Н+ + О2
гемоксигеназа
НАДФ++ СО+ Н2О
Вердоглобин
(зеленый пигмент)
Fe3+ + глобин
Биливердин
(зеленый желчный пигмент)
НАДФН.Н+ биливердинредуктаза 
НАДФ+
Билирубин
Метаболизм билирубина
1транспорт билирубина кровью и поступление в паренхимальные клетки печени
специфически связывается с альбуминами плазмы крови;
на поверхности клеток отделяется от альбумина;
поглощается клетками печени путем облегченной диффузии
2детоксикация билирубина в эндоплазматическом ретикулуме клеток печени
конъюгирует с глюкуроновой кислотой (с участием УДФглюкуроновой кислоты и УДФ-глюкуронилтрансферазы)
3секреция билирубина и выведение из организма
секретируется в желчь в форме билирубинглюкуронида
экскретируется в кишечник и модифицируется под действием ферментных систем микрофлоры кишечника
78
БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
Строение рибосом
рибосома
субъединицы
рРНК
рРНК
Инициация аминокислот
|
аминоацил-тРНК-синтетаза |
АК + тРНК + АТФ |
АК~тРНК + АМФ + ФФн |
79
Этапы трансляции (синтеза белка) на рибосомах:
1 этап – инициация трансляции: принимают участие белковые факторы инициации, мРНК, большая и малая субъединицы рибосом, тРНКМет ( у прокариот – формил-Мет), Мет, ГТФ. Инициирующий кодон – АУГ.
2 этап – элонгация синтеза: принимают участие белковые факторы элонгации, тРНК, аминокислоты, мРНК, рибосомы, ГТФ.
3 этап – терминация синтеза: принимают участие белковые факторы терминации. Терминирующие кодоны: УАГ, УАА, УГА.
Таблица. Генетический код
Положение азотистого основания в кодоне
1 положение |
|
|
|
2 положение |
|
|
|
|
|
|
У |
|
Ц |
|
А |
|
Г |
У |
УУУ |
Фен |
УЦУ |
Сер |
УАУ |
Тир |
УГУ |
Цис |
|
УУЦ |
|
УЦЦ |
|
УАЦ |
|
УГЦ |
|
|
|
|
УЦА |
|
|
|
|
|
|
УУА |
Лей |
УЦГ |
|
УАА |
Стоп” |
УГА |
Стоп |
|
УУГ |
|
|
|
УАГ |
|
УГГ |
Трп |
Ц |
ЦУУ |
|
ЦЦУ |
Про |
ЦАУ |
Гис |
ЦГУ |
Арг |
|
ЦУЦ |
Лей |
ЦЦЦ |
|
ЦАЦ |
|
ЦГЦ |
|
|
АУА |
|
ЦУА |
|
|
|
ЦГА |
|
|
ЦУГ |
|
ЦЦГ |
|
ЦАА |
Глн |
ЦГГ |
|
|
|
|
|
|
ЦАГ |
|
|
|
А |
АУУ |
|
АЦУ |
Тре |
ААУ |
Асн |
АГУ |
Сер |
|
АУЦ |
Иле |
АЦЦ |
|
ААЦ |
|
АГЦ |
|
|
АУА |
|
АЦА |
|
|
|
|
|
|
|
|
АЦГ |
|
ААА |
Лиз |
АГА |
Арг |
|
АУГ |
Мет |
|
|
ААГ |
|
АГГ |
|
|
|
“начало” |
|
|
|
|
|
|
Г |
ГУУ |
Вал |
ГЦУ |
Ала |
ГАУ |
Асп |
ГГУ |
Гли |
|
ГУЦ |
|
ГЦЦ |
|
ГАЦ |
|
ГГЦ |
|
|
ГУА |
|
ГЦА |
|
|
|
ГГА |
|
|
|
|
ГЦГ |
|
ГАА |
Глу |
ГГГ |
|
|
ГУГ |
Вал |
|
|
ГАГ |
|
|
|
|
“начало” |
|
|
|
|
|
|
|
80