1 курс / Химия / Биохимия для чайников

о

NH3+ Н N С NH2

\\

Мочевина

о

Фумарат

Рис. 14.15.Соединения, принимающие участие

в цикле образования мочевины

282 ЧАСТЬ 4 Биоэнергетическая химия и метаболизм

В результате трехэтапного преобразования получается серин, который легко превращается в глицин. При достаточном количестве фенилаланина происхо- дит его преобразование до тирозина — в результате реакции гидроксилирова- ния с участием катализаторов. Избыточный метионин в организме превраща- ется в цистеин. Аргинин является продуктом цикла образования мочевины, но

у младенцев синтез аргинина находится на недостаточном уровне.

Нарушения метаболизма

В случае нарушения обменных процессов организма возникают проблемы со здоровьем, которые подлежат медикаментозному лечению. В этом разделе рассматриваются только некоторые из них.

Подагра

Подагра возникает в результате чрезмерной выработки мочевой кислоты,

что ведет к отложению мочекислого натрия на участках тела с температурой ниже нормальной (37 °С). Такие участки с пониженной температурой нахо- дятся в суставах конечностей. Мочекислый натрий может оседать в почках в виде камней. Терапия включает соблюдение диеты и применение лекарствен- ных препаратов. Диета сводится к ограничению приема алкоголя и богатой белками пищи (мяса), которые ухудшают состояние. Также часто назначаются препараты, которые подавляют действие фермента, способствующего выработ- ке мочевой кислоты.

Подагра также может возникать вследствие нарушения углеводного обмена. Дефицит глюкоза-6-фосфата обязывает фосфорилированные углеводы образо- вывать рибоза-5-фосфат вместо глюкозы. Избыток этого соединения приводит

к превышению допустимого уровня ФРПФ, что в конечном итоге сказывается

на синтезе пуринов. Избыток пуринов приводит к выработке чрезмерно боль-

шего количества мочевины.

Синдром Леша-Нихана

Синдром Леша-Нихана — еще один пример нарушения пуринового ката- болизма, приводящего к избытку мочевой кислоты. Пациенты с таким нару-

шением выделяют мочевины в 4-5 раз больше, чем пациенты, страдающие по- дагрой. Эта врожденная патология связана с Х-хромосомой; нарушение пере- дается от матери к детям. В настоящее время болезнь считается неизлечимой.

284 ЧАСТЬ 4 Биоэнергетическая химия и метаболизм

Альбинизм

В основе альбинизма, черты, которая передается по рецессивному типу, ле- жит врожденное нарушение механизма синтеза тирозина. Тирозин является предшественником меланина — пигмента, определяющего цвет волос и кожи.

Как минимум один вид альбинизма вызван дефицитом фермента тирозиназы.

Отдельный тип альбинизма предопределяется термочувствительной формой тирозиназы: фермент эффективно действует только в участках тела с понижен- ной температурой, в частности конечностях. Такая форма тирозиназы отвечает за окраску шерсти у сиамских котов.

Алкаптонурия

Ллкаптонурией называется доброкачественное состояние, характеризую-

щееся выделением мочи темного цвета. Состояние вызывается нарушениями катаболического распада фенилаланина и тирозина. Неправильное действие

фермента приводит к накоплению и последующему выделению одного из про- межуточных соединений реакции.

Фенилкетонурия

Фенилкетонурия, или ФКУ является результатом недостатка фермента фе-

нилаланин-4-монооксигеназы, который в конечном счете приводит к наруше-

нию обмена фенилаланина. Следствием является накопление фенилаланина

вкрови. Высокие уровни фенилаланина усиливают реакцию трансаминации

иприводят к образованию патологически высоких уровней фенилпирувата, большие количества которого вызывает повреждение головного мозга у мла-

денцев.

Повышенные уровни фенилаланина ведут к конкурентному ингибированию ферментов, ответственных за образование меланина из тирозина. У больных детей светлые волосы и кожа, как при альбинизме, потому что у них в меланин превращается лишь небольшое количество тирозина.

Ранняя диагностика ФКУ у новорожденных играет важную роль в преду- преждении повреждений головного мозга. В настоящее время всем ново- рожденным проводят обязательный анализ крови на подверженность ФКУ.

В качестве дополнительного исследования проверяют активность фенилала- нин-4-монооксигеназы. Лечение состоит в строгой диете, призванной поддер-

живать низкий уровень фенилаланина как минимум до трехлетнего возраста.

ГЛАВА 14 Ароматная биохимия: азот и биологические системы 285