- •Предисловие
- •Введение
- •1. Химия белков
- •1.1. Общая характеристика белковых веществ
- •1.2. Физико-химические свойства белков
- •1.3. Химический состав белков
- •1.4. Структура белков и их функции
- •1.5. Денатурация белка
- •1.6. Классификация белковых веществ
- •1.6.1. Протеины
- •1.6.2. Протеиды
- •2. Химия нуклеиновых кислот
- •2.1. Общая характеристика
- •2.2. Свойства и функции нуклеиновых кислот
- •3. Витамины
- •3.1. Общая характеристика
- •3.2. Классификация витаминов
- •3.3. Нарушение баланса витаминов в организме
- •3.4. Характеристика индивидуальных витаминов
- •4. Ферменты
- •4.1. Общее понятие о ферментах
- •4.2. Выделение ферментов и определение их активности
- •4.3. Химическое строение ферментов
- •4.4. Механизм действия ферментов
- •4.5. Свойства ферментов
- •4.6. Номенклатура и классификация ферментов
- •5.1. Общие понятия об обмене веществ и энергии
- •5.2. Энергетика обмена веществ
- •6. Биологическое окисление
- •6.1. Общая характеристика
- •6.2. Лимоннокислый цикл и окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты
- •6.3. Дыхательная цепь ферментов
- •6.4. Окислительное фосфорилирование
- •6.5. Оксигеназное и свободнорадикальное окисление
- •7. Обмен углеводов
- •7.2. Катаболизм углеводов в тканях
- •7.3. Биосинтез углеводов
- •7.4. Нейрогуморальная регуляция углеводного обмена. Роль печени в углеводном обмене
- •7.5. Фотосинтез
- •8. Обмен липидов
- •8.2. Катаболизм липидов в тканях
- •8.3. Окисление жирных кислот
- •8.4. Синтез жирных кислот
- •8.5. Синтез липидов
- •8.6. Обмен стеридов и холестерола
- •8.7. Превращение углеводов в жиры
- •8.8. Нейро-гуморальная регуляция липидного обмена
- •8.9. Нарушение обмена липидов
- •9. Обмен белков
- •9.1. Общая характеристика. Переваривание белков
- •9.2. Катаболизм белков и аминокислот в тканях
- •9.3. Обезвреживание аммиака. Орнитиновый цикл
- •9.4. Синтез аминокислот
- •9.5. Аминокислоты как лекарственные вещества
- •10. Обмен сложных белков
- •10.1. Обмен хромопротеидов
- •11. Синтез нуклеиновых кислот и их роль в хранении и передаче наследственных свойств организма
- •12. Синтез белков
- •13. Молекулярные механизмы изменчивости. Молекулярная патология
- •14. Полиморфизм белков. Иммуноглубулины
- •15. Интеграция и регуляция обмена веществ. Гормоны
- •15.1. Интеграция обмена веществ
- •15.3. Структура, метаболизм и механизм действия гормонов
- •15.4. Классификация и характеристики групп гормонов
- •15.4.1. Стероидные гормоны
- •15.4.2. Пептидные гормоны
- •15.4.3. Гормоны – производные аминокислот
- •15.4.4. Простагландины
- •15.4.5. Гормоны как лекарственные препараты
- •16.1. Биохимия печени
- •16.2. Биохимия почек
- •16.3. Биохимия крови
- •16.4. Биохимия мышц
- •16.5. Биохимия нервной системы
- •17. Фармацевтическая биохимия
- •17.1. Общая характеристика
- •17.3. Всасывание лекарственных веществ
- •17.4. Распределение и выведение лекарственных веществ
- •17.5. Метаболизм лекарственных веществ
- •17.6. Факторы, влияющие на метаболизм лекарств
- •Рекомендуемая литература
269
10. Обмен сложных белков
Обмен сложных белков отличается от обмена простых белков превращениями их простетических групп. Рассмотрим особенности обмена двух важных групп сложных белков – хромопротеидов и нуклеопротеидов.
10.1. Обмен хромопротеидов
Интерес к обмену хромопротеидов обусловлен прежде всего биологически важными функциями гемоглобина, хлорофилла и цитохромов– этих сложных белков, относящихся к группе хромопротеидов. Особенности обмена гемоглобина могут служить иллюстрацией особенностей обмена хромопротеидов.
Гемоглобин, как известно, состоит из белка и простетической группы– гема. Гем представляет собой соединение, в молекулу которого входит атом двухвалентного железа и 4 замещенных пиррольных кольца, связанных между собой метиновыми группами. Скелетом гема является порфин, который в геме находится в форме протопорфирина. Белковая часть гемоглобина(глобин) различается своим химическим строением у разных видов организмов.
Гемоглобин, как и другие хромопротеиды(хлорофиллпротеиды, миоглобин и др.), попав с пищей в пищеварительный канал, гидролизуется пищеварительными ферментами, распадаясь на белок и простетическую группу(гем). Глобиновая часть подвергается обычным превращениям, которые свойственны простым белкам. Простетическая же группа гемоглобина – гем – окисляется в гематин. Гематин, так же как и хлорофилл, всасывается в кишечнике очень плохо и поэтому выделяется, в основном, с калом. Таким образом, простетическая группа хромопротеидов пищи не может быть использована для синтеза соответствующих сложных белков.
Иные превращения свойственны гемоглобину в тканях организма. Установлено, что все количество эритроцитов, а следовательно, и гемоглобина, полностью обновляется в организме на протяжении3-4 месяцев. Разрушение эритроцитов и распад гемоглобина происходит в клетках ретикуло-эндоте- лиальной системы (клетках костного мозга, купферовских клетках печени, клетках селезенки и др.).
В печени распад гемоглобина начинается с разрыва α-метиновой связи между 1 и 2 пиррольными кольцами порфиринового ядра. Реакция катализируется НАДФ-зависимой оксидазой и приводит к образованию вердоглобина (зеленого пигмента). В реакции участвуют в качестве кофакторов аскорбиновая кислота, ионы двухвалентного железа и др. В дальнейшем происходит распад вердоглобина на глобин, биливердин и железо. Биливердин в основном в печени превращается при восстановлении в билирубин– главный желчный
270 |
10. Обмен сложных белков |
пигмент у человека и плотоядных животных. Частично билирубин может образовываться также в селезенке и, по-видимому, в эритроцитах.
Образовавшийся свободный билирубин плохо растворим в воде и не дает прямой реакции с диазореактивом Эрлиха, так как легко адсорбируется на белках плазмы крови. Поэтому он получил название «непрямого билирубина».
Свободный билирубин (непрямой) является для организма токсическим веществом. Поступающий с током крови в печень и образовавшийся в печени свободный («непрямой») билирубин подвергается обезвреживанию в печени путем образования с глюкуроновой кислотой диглюкуронида билирубина(частично – моноглюкуронида). Он хорошо растворим в воде и дает прямую реакцию с диазореактивом. Поэтому он получил название«прямой» билирубин. Глюкуроновая кислота вступает в реакцию с билирубином в виде уридиндифосфатглюкуроновой кислоты в присутствии особого фермента глюкуронидтрансферазы.
Вжелчи всегда присутствует «прямой» (связанный) билирубин, который
сжелчью поступает в двенадцатиперстную кишку. В крови взрослого здорового человека содержится относительно постоянное количество общего билирубина – от 2,5 до 12 мг/л или 8,6-20,5 мкмоль/л. Около 75% этого билирубина приходится на свободный «непрямой» билирубин. Повышение билирубина в крови до 20 мг/л (27 мкмоль/л) приводит к развитию желтухи. В крови количество и соотношение между«прямым» и «непрямым» билирубином резко меняется при поражениях печени, селезенки, костного мозга, болезнях крови и т.д., поэтому определение обеих форм билирубина имеет значение в клинике для дифференциальной диагностики различных форм желтухи.
Попадая вместе с желчью в пищеварительный тракт, желчные пигменты подвергаются здесь воздействию бактерий. При этом от диглюкуронида билирубина отщепляется глюкуроновая кислота и образовавшийся свободный билирубин восстанавливается в стеркобилиноген и в таком виде выводится с калом.
Под влиянием света и воздуха стеркобилиноген окисляется, превращаясь в стеркобилин. Механизм превращения билирубина в стеркобилиноген до конца не выяснен. Установлено, что вначале билирубин восстанавливается в мезобилиноген (уробилиноген), который всасывается и частично разрушается в печени, а частично выводится с мочой. В мочу также частично (в результате всасывания через систему геморроидальных вен) попадает стеркобилиноген. Увеличение последних в моче является свидетельством недостаточности печени (паренхиматозная желтуха), когда печень теряет способность извлекать эти пигменты из крови и обезвреживать их. Напротив, исчезновение пигментов из мочи при наличии билирубина и биливердина в крови является свидетельством полного прекращения поступления желчи в кишечник(закупорка желчного протока). Таким образом, определение содержания желчных пигментов в
10. Обмен сложных белков |
271 |
моче и в крови может служить важным лабораторным методом при дифференциальной диагностике заболеваний.
Синтез гемоглобина характеризуется многостадийностью. Считается, что пиррольные кольца порфиринового ядра гема синтезируются в организме человека и животных с использованием гликокола(глицина) и сукцинилкоэнзима А при участии фермента, содержащего фосфопиридоксаль.
С помощью меченных атомов установлено, что глицин является источником всех 4 атомов азота и8 атомов углерода тетрапиррольного кольца гема. Источником остальных 26 атомов углерода является сукцинил-КоА. Важнейшими промежуточными продуктами синтеза гема являются α-амино-β-кето- адипиновая кислота, d-аминолевулиновая кислота, порфобилиноген, порфирины.
Железо, необходимое для синтеза гема, доставляется ферритином – железопротеидом, находящимся в селезенке, печени и костном мозге.Путь синтеза гемоглобина свидетельствует о том, что гем, освобожденный из гемоглобина после распада эритроцитов, не используется для ресинтеза гемоглобина и в этом смысле распад гемоглобина является необратимым процессом.
10.2. Обмен нуклеопротеидов. Катаболизм нуклеиновых кислот
Начальным этапом превращений нуклеопротеидов пищи в пищеварительном канале следует считать отщепление нуклеиновой кислоты от белковой части нуклеопротеида. В желудке это происходит либо неферментативным путем под действием кислоты желудочного сока(если разрываются солеобразные связи между нуклеиновой кислотой и белком, имеющим щелочные свойства), либо под действием пепсина, либо, наконец, и под влиянием пепсина и под влиянием кислоты желудочного сока. В кишечнике расщепление нуклеопротеидов на белок и нуклеиновую кислоту происходит под влиянием соответствующих протеолитических ферментов (трипсина и других).
Отщепившийся в желудочно-кишечном тракте белок подвергается обычным для белка превращениям. Расщепление же нуклеиновых кислот происходит далее под влиянием особых ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника – специфических нуклеаз и неспецифических фосфодиэстераз. Они ускоряют реакции разрыва межнуклеотидных связей в молекулах нуклеиновых кислот. Нуклеазы, действующие на внутренние межнуклеотидные связи в молекулах РНК и ДНК, называются эндонуклеазами. При их участии осуществляется деполимеризация нуклеиновых кислот в основном до олигонуклеотидов. Нуклеазы, ускоряющие реакции последовательного отщепления нуклеотидов от РНК и ДНК, начиная с конца полинуклеотидной цепи, называются экзонуклеазами. Эти ферменты обеспечивают распад нуклеиновых кислот до
272 |
10. Обмен сложных белков |
отдельных мононуклеотидов. При этом различают эндо- и экзорибонуклеазы и эндо- и экзо-дезоксирибонуклеазы. Первые ускоряют реакции распада внутренних и внешних(концевых) межнуклеотидных связей в молекулах РНК. Вторые выполняют ту же роль в молекулах ДНК.
Существует также группа неспецифических эндо- и экзонуклеаз, действующих одновременно на РНК и ДНК.
Большинство нуклеаз являются гидролазами, однако, часть из них принадлежит к группе фосфотрансфераз (например, эндонуклеаза поджелудочной железы). В результате каталитического влияния разнообразных нуклеаз в полости пищеварительного тракта нуклеиновые кислоты распадаются на сложную смесь индивидуальных мононуклеотидов.
Образовавшиеся мононуклеотиды гидролизуются малоспецифическими и высокоспецифическими фосфатазами с образованием нуклеозидов и неорганического фосфата. В виде этих соединений(нуклеотидов и нуклеозидов) и происходит всасывание продуктов гидролиза нуклеиновых кислот. Всосавшиеся нуклеотиды и нуклеозиды частично используются в организме для синтеза простетических групп нуклеопротеидов.
В тканях нуклеиновые кислоты также распадаются до мононуклеотидов под влиянием тканевых нуклеаз – дезоксирибонуклеаз и рибонуклеаз, локализованных главным образом в митохондриях клеток.
Мононуклеотиды в тканях распадаются дальше до более простых соединений. Первый этап состоит в отщеплении остатка фосфорной кислоты под влиянием тканевых фосфатаз (или нуклеотидаз).
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
N |
|
|
N |
N |
|
|
|
N |
|||||||||||||||
|
|
|
|
N |
|
N |
|
|
N |
|
N |
|
|
|
OH |
|||||||||
OH |
CH2 O |
|
|
3'-нуклеотидаза |
OH |
CH2 O |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
+ H2O |
|
|
|
+ OH |
|
P |
|
O |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
OH |
|||||||||
H |
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
O |
OH |
|
|
OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
аденозин |
|
|
|
|
|
|||||||||||
OH |
|
P |
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
аденозин-3'-фосфат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Обмен сложных белков |
273 |
Далее осуществляется перенос пентозы от нуклеозида на фосфорную кислоту. Реакция катализируется специфической для каждого нуклеозида рибозилтрансферазой (нуклеозидфосфорилазой).
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|||
N |
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
NH2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
CH2 O |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
N |
|
|
N |
|
|
|
|
O |
|
|
|
||||||||||
OH |
CH2 O |
|
|
|
|
|
|
OH аденозинфосфорилаза |
|
|
|
|
+ |
N |
|
N |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
+ OH P |
|
O |
|
H |
H |
|
|
|
|
||||||||
|
H |
H |
|
|
|
OH |
H |
|
|
|
|
H |
|
N NH |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
H |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
OH |
OH |
|
|
аденин |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рибозо-1-фосфат |
|
|
||||||||||
|
OH |
OH |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аденозин
Таким путем в результате распада нуклеозидов образуются пентозо-1- фосфат и все виды пуриновых и пиримидиновых оснований, участвующих в построении нуклеиновых кислот.
Надо сказать, что нуклеозиды могут расщепляться не только путем переноса пентозы от нуклеозида на фосфорную кислоту, но и гидролитическим путем при участии ферментов нуклеозидаз:
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
N |
|
|
OH |
|
NH2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
нуклеозидаза OHCH2 O |
|
|
|
|
|
||||
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
N |
|
+ H2O |
|
|
|
|
|
|
+ N |
|
N |
||
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|||||||||
OHCH2 O |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
H |
|
N |
NH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
H |
|
|
H |
|
|
|
OH |
OH |
|
аденин |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рибоза |
|
|
||||
|
|
OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аденозин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образующиеся пентозо-1-фосфат и пентоза включаются в реакции обмена, характерные для углеводов.
Пуриновые и пиримидиновые основания претерпевают последующие изменения и превращаются в те или иные простейшие азотсодержащие продукты, которые либо выводятся из организма, либо откладываются в нем. Первая фаза распада пуриновых и пиримидиновых оснований заключается в дезаминировании под влиянием специфических аминогидролаз тех из них, которые имеют аминогруппу. В результате пуриновые основания – аденин превращается в гипоксантин, а гуанин – в ксантин:
274 |
|
|
|
|
|
10. Обмен сложных белков |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
NH2 |
|
аденинаминогидролаза |
|
|
OH |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|||||
N |
|
N |
|
|
N |
HN |
|
N |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
+ H2O |
|
|
NH3 + N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
N |
NH |
|
|
N |
NH |
|
|
N |
NH |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
аденин |
|
|
|
|
|
гипоксантин |
гипоксантин |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(енольная форма) |
(кетоформа) |
||||||||||||
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|||||||
|
N |
N |
гуанинаминогидролаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
H2N |
|
N |
|
|
+ H2O |
NH3 + |
N |
|
N |
|
|
NH |
|
|
|
N |
|
|||||
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
HO |
|
N |
NH |
O |
NH NH |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
гуанин |
|
|
|
|
|
|
ксантин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ксантин |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(енольная форма) |
|
|
(кетоформа) |
Пиримидиновое основание, содержащее аминогруппу– цитозин – переходит в урацил:
|
NH2 |
|
|
OH |
|
|
O |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
N |
|
цитозинаминогидролаза |
|
|
|
|
|
NH |
||
|
+ H2O |
NH |
|
+ |
N |
+ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
|
|
NH |
||||
HO |
N |
|
HO |
N |
|
O |
||||
|
|
|
|
|||||||
цитозин |
|
|
урацил |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
урацил |
||||||
|
|
|
|
(енольная форма) |
(кетоформа) |
Дезаминирование идет не только на уровне свободных пиримидиновых и пуриновых оснований, но и на уровне нуклеозидов и нуклеотидов, причем, в последнем случае с большей интенсивностью.
Дальнейшая судьба дезаминированных пуриновьх и пиримидиновых оснований различна. Гипоксантин и ксантин окисляются в мочевую кислоту. Реакция катализируется ксантиноксидазой, представляющей собой молибденсодержащий флавопротеид.
|
|
|
|
10. Обмен сложных белков |
|
275 |
||||||
O |
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
||
|
|
|
|
ксантиноксидаза |
|
|
ксантиноксидаза |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
NH |
N |
NH |
|
N |
|
|
||||||
N |
|
+ 1/2 O2 |
|
|
+ 1/2 O2 |
NH |
HN |
|||||
NH |
|
|
O |
NH |
NH |
|
|
NH |
|
|||
гипоксантин |
|
|
O |
NH O |
||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ксантин |
|
|
мочевая кислота |
Мочевая кислота является конечным продуктом распада пуриновых оснований у человека и некоторых животных(человекообразных обезьян, птиц, рептилий, тутового шелкопряда) и выводится из организма с мочой.
В норме концентрация мочевой кислоты в цельной крови человека составляет 0,18-0,24 ммоль/л, а в сыворотке крови 0,1-0,4 ммоль/л. При нарушении обмена пуриновых оснований(при подагре, заболеваниях почек, при заболеваниях, сопровождающихся усиленным распадом нуклеопротеидов– лейкозах, диабете, аллергии и др.) содержание мочевой кислоты может значительно увеличиваться (гиперурикемия). Гиперурикемия – главный симптом такого заболевания как подагра. При подагре уровень мочевой кислоты в сыворотке крови возрастает до 0,47-0,89 и даже до 1,1 ммоль/л.
У большинства животных и растений мочевая кислота не является конечным продуктом распада пуриновых оснований– происходит дальнейший ферментативный распад мочевой кислоты, причем, у большинства растений и амфибий – до мочевины и глиоксиловой кислоты. Этот распад мочевой кислоты можно изобразить следующим образом:
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
HN |
|
урикооксидаза |
|
O |
|
|
|
|
|
|||
|
|
(уриказа) |
|
|
|
аллантоиназа |
|
|||||||
|
|
|
NH2 |
HN |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
+ 1/2 O2+ H2O |
|
|
|
+ H O |
|
||||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
O NH |
NH |
- CO2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
O |
NH |
NH |
O |
|
|
|||||||||
мочевая кислота |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
аллантоин |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
O |
|
OH |
|
|
|
NH2 |
O |
OH |
|||
|
|
|
NH2 |
|
|
+ H2O |
|
|||||||
|
|
|
C |
NH2 |
|
|
C |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 C |
O |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
O |
NH |
NH O |
|
|
|
NH2 |
C |
O |
||||
|
|
|
|
|
H |
|||||||||
|
|
аллантоиновая кислота |
|
|
мочевина |
глиоксиловая |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
В отличие от пуриновых оснований дезаминированные пиримидиновые основания подвергаются восстановлению. В частности, урацил переходит в
дигидроурацил. Донором атомов водорода служит НАД.Н. Далее дигидро-
2
урацил гидролизуется в N-карбамил-β-аланин, который гидролизуется в свою очередь до β-аланина и карбаминовой кислоты. Последняя либо используется
276 |
10. Обмен сложных белков |
для синтеза мочевины, либо распадается до углекислого газа и аммиака. Все эти реакции катализируются соответствующими ферментами:
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
|
дигидроурацилдегидрогеназа |
|
|
|
дигидропиримидиназа |
||||||||
|
|
|
|
|
+ НАД.Н2 |
|
HN |
|
|
|
+ H2O |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
O |
|
NH |
|
|
|
- НАД |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
O |
|
NH |
|
|
|
|
|
|||
|
|
урацил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
дигидроурацил |
|
|
|||||||
|
|
|
O |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
C |
|
|
N-карбамил-бета-аланин- |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|||||||
|
|
|
NH2 CH2 |
|
|
+ NH2 |
COOH |
|||||||||
|
|
|
C |
|
|
CH |
|
амидогидролаза |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
+ H O |
|
|
|
CH2 карбаминовая кислота |
||||||
|
|
|
O |
NH |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
||||
|
|
N-карбамил-бета-аланин |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бета-аланин NH3 |
CO2 |
Таким образом, в результате распада сложных молекул ДНК и РНК в организме животных и растений образуются простые вещества: пентоза, фосфорная кислота, углекислота, аминокислота, аммиак, мочевая кислота, а у некоторых организмов вместо мочевой кислоты – аллантоин (у собак и др. млекопитающих) или аллантоиновая кислота (костистые рыбы) или глиоксиловая кислота и мочевина (растения, амфибии).