Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БХ учебник Николаев.pdf
Скачиваний:
561
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
15.53 Mб
Скачать

354

 

 

 

 

Часть II. Обмен веществ и энергии

СН,

 

 

СН,

 

 

S

 

 

 

с н ,

 

I

 

+ АТФ

сн ,

 

Аденин

CH2

 

 

+ H4P2O7 + H3PO4

CHn

 

 

I 2

 

 

 

 

CH1

и

 

I

 

 

 

о н

 

 

 

HO

TH - N H n

 

- N H 9 HO

 

 

с о о н

 

с о о н

 

 

 

 

 

 

S-аденозилметионин

 

 

Рис. 11.25. Синтез S-аденозилметионина

NH,

 

 

 

 

I

2

 

 

 

 

C = N H

 

 

 

NH2

I

 

 

 

 

 

NH

 

 

 

NH2

C = N H

I

 

 

 

 

I

(СН,),

NH,

 

(CH2)3

I

 

NH

I

 

I

 

 

I

C JH -N H 2 + CH2

—► C JH -N H 2 + <JH2

с о о н

с о о н

 

с о о н

с о о н

аргинин

глицин

 

орнитин

гуанидин-ацетат

NH2

C = N H

NH

- O ­ X

с о о н

NH2

I

+ S-аденозилметионин —► C = N H +S-аденозилгомоцистеин

IjJH -C H 3

CJH2

COOH

гуанидинацетат

креатин

Рис. 11.26. Синтез креатина:

а — образование гуанидинацетата в почках; б —

метилирование гуанидинацетата в печени

Таблица 11.2. Примеры трансметилирования с использованием метильной группы S-аденозилметионина

( yfieipar

Про о т

(

1\(>страт

Ilp ito x r

Норадреналин

Адерналин

!Гистамин

N -Метилгистамин

Адреналин

Метадреналин

I Фосфатидилэтаноламин

Фосфатидилхолин

Гуанидинацетат

Креатин

I Основания нуклеотидов

Метилированные

Карнозин

Анзерин

I в нуклеиновых кислотах

основания

N-AueTH.n-5-

Мелатонин

I

 

 

окситриптамин

 

 

 

 

Регенерация метионина

В реакциях трансметилирования наряду с метилированным продуктом образуется S-аденозилгомоцистеин. Это вещество при действии специфической гидролазы распадается на аденозин и гомоцистеин:

Глава 11. Обмен и функции аминокислот

355

S-Аденозилгомоцистеин + H O -* Аденоэин + Гомоцистсин

Гомоцистеин может превращаться вновь в метионин в реакции трансметили­ рования с 5-метил-Н4-фолатом (рис. 11.27).

SH

 

СН,

 

I

 

I 3

 

СН,

 

S

 

I

+ 5-Метил-Н4-фолат —*

I

+ Н4-фолат

CH2

CH2

C H - N H ,

СН,

 

I

 

I

 

СООН

 

(j:H— NH2

 

 

СООН

 

гомоцистеин

метионин

Рис. 11.27. Образование метионина из гомоцистеина

Промежуточным переносчиком метильной группы в этой реакции служит метилкобаламин, производное витамина B12. М етионин — незаменимая для че­ ловека аминокислота. Учитывая возможности взаимопревращений метионина и гомоцистеина, в равной мере можно сказать, что незаменимым является и гомо­ цистеин. Однако единственный источник гомоцистеина в организме — это ме­ тионин. Содержание гомоцистеина в пище ничтожно, и потребности человека в метионине и гомоцистеине обеспечиваются именно метионином пищи.

Гомоцистеин используется также для синтеза цистеина: углеродная часть цистеина образуется из серина, а гомоцистеин поставляет атом серы. В качестве про­ межуточного продукта образуется цистатионин (рис. 11.28).

C H - S H

 

HO— СН,

CHr -S --сн,

 

I

+

I

 

I 2

I "

+Н,0

СН,

СН— NH, -

CH2

CHNH2

-+

I 2

 

I

2

CHNH2

СООН

 

(j:H— NH2

 

соон

 

соон

 

 

 

СООН

 

 

гомоцистеин

 

серин

цистатионин

 

 

 

СН.

HS— CH9

 

 

 

I

3

I

2

 

 

 

- » CH3+ N H 3 +

(J^HNH2

 

 

 

( ^ - О

СООН

 

 

 

СООН

 

 

 

 

 

а-кетобутират

цистеин

 

Рис. 11.28. Синтез цистеина

Цистатионин-Р-синтаза и цистатионин-у-лиаза, катализирующие эти реакции, содержат в качестве кофермента пиридоксальфосфат.

При нарушениях превращения гомоцистеина в метионин и цистеин в тканях и крови накапливается гомоцистин, образующийся из гомоцистеина (рис. 11.29).

356

 

 

Часть II. Обмен веществ и энергии

CHr -SH

C H - S - S - C H 2

I

2

 

 

CH2

CH 2

 

2СН— N--H,

I СКлИпHNH,

(JHNH2

I

Z

 

 

соон

соон

соон

гомоцистеин

гомоцистин

Рис. 11.29. Образование гомоцистина

Выделение гомоцистина с мочой (гомоцистинурия) — характерный симптом наследственной недостаточности ферментов, участвующих в обмене гомоцистеина, а также гиповитаминозов (недостаточность фолиевой кислоты, витамина B12, витамина B6).

НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ФОЛИЕВОЙ КИСЛОТЫ

На рис. 11.30 представлен весь путь одноуглеродных групп от их первичного об­ разования за счет углеродных атомов глюкозы до включения в конечные акцепто­ ры. Наряду с серином, для превращения Н 4-фолата в 5,10-метилен-Н4-фолат ис­ пользуется и глицин, образующийся из серина. Отметим, что 5,10-метенил-Н4- фолат и 10-формил-Н4-фолат являются донорами одноуглеродных фрагментов при синтезе нуклеотидов. Многообразие конечных акцепторов одноуглеродных групп и многообразие функций, выполняемых образующимися при этом веществами, определяют важность реакций синтеза и переноса одноуглеродных фрагментов.

10-Формил-Н,Ф

 

5.10-Метенилt

Метионин -

S-Аденозил-

метионин

-Н,Ф 5-Метил-Н.Ф

 

Метильные

• группы многих

соединений

5,10-Метилен-Н^Ф

B12-C H r

Глицин •

■Н,ф

Гомоцистеин

Серин

Рис. 11.30. Обмен одноуглеродных групп

При гиповитаминозе, связанном с недостаточностью фолиевой кислоты, об­ мен одноуглеродных групп нарушается. То же происходит и при дефиците вита­ мина B12, поскольку он участвует в одной из важных реакций, в которой регенери­ руются метионин и Н 4-фолат (реакция превращения гомоцистеина в метионин).

Первым клиническим проявлением недостатка фолиевой кислоты является мегалобластная (макроцитарная) анемия.

Для этого заболевания характерно увеличение размеров эритроцитов, сниже­ ние количества эритроцитов в кровотоке, снижение концентрации гемоглобина

Глава 11. Обмен и функции аминокислот

3 5 7

в крови. Такие же симптомы наблюдаются при злокачественной анемии (см. гл. 6),

ипричины их появления в обоих случаях сходны. Клетки кроветворной ткани относятся к быстроделящимся и поэтому особенно чувствительны к нарушениям синтеза нуклеиновых кислот, прежде всего синтеза ДНК. При недостаточности Н4-фолата возникает дефицит предшественников ДНК — тимидиловой кислоты

ипуриновых нуклеотидов, нарушается метилирование нуклеиновых кислот и в ко­ нечном счете происходят изменения эритропоэза. Мегалобластная анемия почти всегда — результат недостаточности фолиевой кислоты (чаще всего) или витами­ на В|2, или того и другого вместе.

Суточная потребность взрослого человека в фолиевой кислоте составляет 0 ,1­ 0,5 мг. Основные источники витамина — свежие овощи и зелень, а также мясные продукты, особенно печень. Кроме того, фолиевая кислота синтезируется микро­ организмами кишечника. В организме взрослого человека содержится 7-12 мг фолиевой кислоты, из них больше половины — в печени.

Фолиевая кислота широко распространена в обычных пищевых продуктах, и поэтому гиповитаминоз возникает сравнительно редко. Чаще всего причиной дефицита фолиевой кислоты бывает неправильное питание, когда пища содержит мало зеленых овощей и мясных продуктов; при этом одновременно с дефицитом фолиевой кислоты имеется и дефицит метионина, а также холина, что усугубляет нарушение обмена одноуглеродных фрагментов. Энтериты и другие заболевания кишечника, нарушающие всасывание, также могут привести к гиповитаминозу. При геиатите или циррозе печени гиповитаминоз может возникнуть вследствие сни­ жения фолатредуктазной активности: в этом случае фолиевая кислота не превра­ щается в коферментную форму — Н4-фолат. Нередко недостаточность фолиевой кислоты бывает при беременности как следствие увеличенной потребности в ней.

МЕХАНИЗМ БАКГЕРИОСТАТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

СУЛЬФАНИЛАМИДНЫХ ПРЕПАРАТОВ

Фолиевая кислота необходима и растениям, и животным, и микроорганизмам. В клетках растений это вещество синтезируется из других соединений, и они не нуждаются в его внешних источниках. Наоборот, для животных и человека фоли­ евая кислота — это незаменимый пищевой фактор, витамин. Среди микроорганиз­ мов есть такие, которые способны синтезировать фолиевую кислоту, и есть такие, для которых она — тоже витамин. В клетках многих бактерий, в том числе болез­ нетворных, фолиевая кислота образуется, если бактерии получают из среды парааминобензойную кислоту — одну из составных частей фолиевой кислоты. Иначе говоря, для таких бактерий витамином является парааминобензойная кислота, которая в клетках бактерий служит основой для образования фолиевой кислоты и соответствующих коферментов.

Сульфаниламидные лекарственные препараты — это производные сульфани­ ламида (белого стрептоцида), который является структурным аналогом парааминобензойной кислоты (рис. 11.SI).

При попадании в клетку бактерии сульфаниламидный препарат подавляет син­ тез фолиевой кислоты. Это происходит по двум причинам. Во-первых, сульфани­ ламиды ингибируют ферменты, субстратом которых при синтезе фолиевой кис-

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.