- •Тема 9.2. Переваривание белков в желудке и кишечнике, всасывание аминокислот
- •Тема 9.3. Трансаминирование и дезаминирование аминокислот
- •Тема 9.4. Обмен аммиака: источники, превращение в тканях
- •Тема 9.5. Орнитиновый цикл и его биологическая роль
- •Тема 9.6. Гипераммониемия и ее причины
- •Тема 9.8. Биосинтез заменимых аминокислот
- •Тема 9.10. Обмен метионина. Реакции трансметилирования
- •Тема 9.11. Обмен фенилаланина, тирозина и гистидина в разных тканях
- •Тема 9.12. Заболевания, связанные с нарушением обмена фенилаланина и тирозина
- •Тема 9.13. Биогенные амины: синтез, инактивация, биологическая роль
- •1. Образование и роль соляной кислоты
- •2.Механизм активации пепсина
- •3.Возрастные особенности переваривания белков в желудке
- •4. Нарушения переваривания белков в желудке
- •1. Активация панкреатических ферментов
- •2. Специфичность действия протеаз
- •Тема 12.2. Обезвреживание продуктов катаболизма аминокислот в кишечнике
- •8.1. Распад белков и аминокислот
- •1. Особенности обмена метионина
- •1. Метаболизм феиилаланина
- •2. Особенности обмена тирозина в разных тканях
Тема 9.11. Обмен фенилаланина, тирозина и гистидина в разных тканях
|
1. Фенилаланин - незаменимая аминокислота, так как в клетках животных не синтезируется ароматическое кольцо. Основная часть поступающего с пищей фенилаланина используется в синтезе тканевых белков, превращение остальной части начинается с его гидроксилирования, в результате чего образуется тирозин. Реакция эта катализируется специфической монооксигеназой - фенилаланингидроксилазой, коферментом которой является тетрагидробиоптерин (Н4-БП) (рис. 9.22).
Рис. 9.22. Реакция гидроксилирования фенилаланина и регенерация тетрагидробиоптерина (Н4БП):
1. Реакцию катализирует фенилаланингидроксилаза (1), коферментом которой является Н4БП. Кофактором являются ионы Fe2+. Н4БП в результате реакции окисляется в дигидробиоптерин (Н2БП).
2. Регенерация дигидробиоптерина (2) происходит при участии дигидробиоптеринредуктазы с использованием NADPH.
2. Тирозин - условно заменимая аминокислота. Синтезируется только из фенилаланина.
Катаболизм Фен и Тир происходит в печени. В результате ряда реакций образуется фумарат и ацетоацетат (рис. 9.23, А). Фумарат используется для синтеза глюкозы (глюконеогенез) или окисляется до СО2 и Н2О. Ацетоацетат - кетоновое тело, которое окисляется в тканях с выделением энергии. Таким образом, Фен и Тир относятся к смешанным (гликокетогенным) аминокислотам по использованию безазотистого остатка.
Превращение промежуточного продукта катаболизма Тир - гомогентизиновой кислоты - в фумарилацетоацетат сопровождается расщеплением ароматического кольца.
Процессы расщепления ароматических колец в биологических системах катализируются ферментами диоксигеназами. Для катализа диоксигеназам необходимы кофакторы - Fe2+ или гем (для некоторых - Сu+), а также - витамин С.
3. В мозговом веществе надпочечников и нервной ткани из тирозина синтезируются катехоламины (дофамин, норадреналин, адреналин) (рис. 9.23, В).
|
Тирозин под действием специфической монооксигеназы - тирозингидроксилазы превращается в ДОФА. Для протекания реакции необходимы Н4БП, О2 и Fe2+ (реакция аналогична гидроксилированию фенилаланина, см. рис. 9.22). Тирозингидроксилаза найдена только в надпочечниках и катехоламинэргических нейронах (преимущественно в их нервных окончаниях). Этот фермент является регуляторным и определяет скорость синтеза катехоламинов. Одна из функций последних - регуляция деятельности сердечнососудистой системы.
Активность тирозингидроксилазы значительно изменяется в результате:
• аллостерической регуляции по принципу ретроингибирования норадреналином;
• фосфорилирования с участием цАМР - зависимой протеинкиназы, при этом снижается Км для кофермента Н4БП и сродство фермента к норадреналину, в результате чего происходит активация тирозингидроксилазы;
• индукции синтеза фермента кортизолом.
Катехоламины выполняют очень важные функции в организме. Дофамин является медиатором среднего отдела мозга. Норадреналин - тормозный медиатор синаптической нервной системы и разных отделов головного мозга, но может выполнять функцию возбуждающего медиатора в гипоталамусе. Адреналин - гормон интенсивной физической работы, который синтезируется при стрессе и регулирует основной обмен, а также усиливает сокращение сердечной мышцы.
В щитовидной железе тирозин используется для синтеза гормонов иодтиронинов (тироксина и трииодтиронина) (рис. 9.23, Г). Подробно их функции и синтез рассматриваются в модуле 11.
В меланоцитах - пигментных клетках кожи, сетчатки глаз тирозин является предшественником пигментов меланинов (см. рис. 9.23, Б).
4. Частично заменимая аминокислота гистидин синтезируется из глутамата в сложном процессе, поскольку образование гетероциклического радикала в клетках человека и млекопитающих сопряжено с большими трудностями.
|
Рис. 9.23. Пути превращения фенилаланина и тирозина в разных тканях:
А - катаболизм фенилаланина и тирозина в печени; Б - синтез меланинов в меланоцитах; В - синтез катехоламинов в надпочечниках и нервной ткани; Г - синтез иодтиронинов в щитовидной железе
Обмен гистидина включает синтез гистамина в соединительной ткани, а также путь катаболизма, который происходит в печени и, частично, в коже человека.
В печени и коже дезаминирование гистидина катализирует фермент гистидаза. Образующийся уроканат только в печени способен превращаться через ряд стадий в глутамат. Наследственный дефект гистидазы вызывает
накопление гистидина в организме и развитие гистидинемии, которая проявляется задержкой в умственном и физическом развитии детей. Ферменты гистидаза и уроканиназа (рис. 9.24) являются гепатоспецифическими, поэтому их определение используется в клинике для диагностики поражений печени.
Рис. 9.24. Схема обмена гистидина в разных тканях:
А - катаболизм гистидина в печени; Б - синтез и инактивация гистамина
7. Гистамин синтезируется путем декарбоксилирования гистидина в тучных клетках соединительной ткани, образует комплекс с белками и сохраняется в секреторных гранулах. Выделяется в кровь при повреждении ткани (удар, ожог, воздействие эндо- и экзогенных веществ). Гистамин выполняет следующие функции:
• стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (пищеварительный гормон);
• обеспечивает воспалительную реакцию - расширение сосудов, покраснение кожи, отечность ткани;
• обеспечивает аллергическую реакцию;
• повышает проницаемость капилляров, вызывает отеки, снижает артериальное давление (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль);
• сокращает гладкую мускулатуру легких, вызывает удушье;
|
• выполняет роль нейромедиатора.