66. Обмен гистидина, глутамина, аспарагина, пролина.

Общая схема метаболизма глутамата и глутамина:

ЦТК аКГК аКетоглутарамат

а-амино NH3 карбомаил кетокислоты

бутират фосфат

аминокислоты

N-ацетил

глутамат Глутамат Глутамин транспорт N2

ГАМК цис о-про карбомаил

ГОМК фосфат

гамма-глу-амино фенилацетил

гамма-глу-цис гли кислота глутамин

гамма-глу-цис-гли аминокислота

синтез из ГИС ПРОЛИН

Глутаминовая кислота – сильное антитоксическое и антиоксидантное средство. Является центральным компонентом аминокислотного обмена, так как обеспечивает интеграцию белкового обмена с энергетическим (углеводным и липидным). Это осуществляется благодаря реакциям прямого и непрямого дезаминирования:

ЦТК

ЩУК аминокислота аКГК NH3 мочевина

АСП кетокислоты ГЛУ

кетоновые тела

фумарат глюкоза

мочевина

Глутамин играет роль антитоксического фактора. Это связано с тем, что при поступлении в клетку большого количества патологического материала, изменяется соотношение НАД и НАД*Н2, начинается конкуренция между субстратами за обладание НАД, в то время как концентрация НАД*Н2, возникает угроза энергетического голода тканей и дыхательная цепь переключается на ФАД-зависимое окисление именно благодаря глутамину, которая идёт на синтез эндогенного сукцинил-КоА.

ГЛУ ГАМК янтарный полуальдегид сукцинилКоА ФАД-зависимый

COOH вход ДЦ

|

HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH CH2

| - CO2 |

NH2 CH2

ГЛУ |

CH2 – NH2

ГАМК

аКГК ГЛУ COOH COOH COOH

. | HSKoA | |

CH2 CH2 CH2 ФАД (ДЦ)

| | |

CH2 CH2 CH2

| | |

H – C = O O = C – SKoA COOH

Янтарный полуальдегид сукцинилКоА сукцинат

Глутаминовая кислота является одним из немногих соединений в дополнение к глюкозе, которые служат энергетическим материалом для мозга (глутамин составляет 25% пула аминокислот мозга), поэтому в тканях мозга высока активность глутаматдекарбоксилазы:

HOOC – CH2 HOOC COOH COOH

| | | |

CH2 а-декарбоксили (CH2) аКГК ГЛУ CH2 CH2

| рование | | | ДЦ

CH – NH2 CH2 CH CH2

| | | | НАД*Н2

COOH NH2 O = C – H COOH

Глутамин ГАМК янтарный полуальдегид

НАД

COOH

|

CH2

|

CH2

|

ГОМК CH2OH

ГАМК и ГОМК – медиаторы торможения. Они оказывают тормозной эффект на синаптическую передачу. В общих реакциях (декарбоксилирование глутамина и трансаминирование ГАМК принимает участие ПФ, поэтому судороги, наблюдаемые при гиповитаминозе В6, связаны со снижением образования ГАМК в глутаматкарбоксилазной реакции.

Антиоксидантная активность глутамина заключается в том, что она входит в состав глутатиона. Поэтому при отравлении тяжёлыми металлами принимают глутамин во внутрь. Но ввиду слабой усвояемости чистого глутамина, его используют в качестве лекарственного препарата в виде солей (калиевой соли глутамина). Глутамин имеет вкус куриного бульона.

Метаболизм аспарагина.

Синтез аспарагина осуществляется реакцией трансаминирования:

COOH COOH COOH COOH

| | | |

CH2 (CH2) АсАТ CH2 (CH2)

| + | | + |

C = O CH – NH2 CH – NH2 C = O

| | | |

COOH COOH COOH COOH

ЩУК глутамин аспарагин аКГК

Аспартат утилизируется:

1. В ГНГ (глюкогенная аминокислота)

2. Синтез мочевины

3. Синтез пуринов и пиримидинов

4. Образование в-аланина или а-аланина

COOH CH3 – CH – COOH

| | COOH анзерин

CH2 NH2 |

| CH2

CH – NH2 - CO2 | карнозин

| CH2 – NH2

COOH в-аланин

В-аланин входит в состав пантогеновой кислоты, идущей на синтез HS-KoA. Опухолевые ткани не способны воспроизводить аспарагин, поэтому введение аспарагиназы приводит к торможению роста опухоли.

5. Трансаминирование аспарагина даёт ЩУК

ЩУК сукцинат, который наполняет эндогенный пул янтарной кислоты.

6. Синтез аспарагина. Нужно отметить, что глицин и аспарагин в тканях подвергаются сочетанному трансаминированию и дезаминированию:

O O HOOC – C = O

|| || R |

R – C – COOH + HOOC – CH – CH2 – C | + CH2

Кетокислота | | CH – NH2 |

NH2 NH2 | C = O

Аспсрагин COOH |

Аминокислота NH2

а-кетосукцинамовая

кислота

NH2 COOH

| |

C = O CH2

| + HOH | + NH3

CH2 C = O

| СО-оксидаза |

C = O COOH

| ЩУК

COOH

а-кетосукцинамовая кислота

То же самое возможно и с глицином, при этом образуется а-кетоглутарамовая кислота.

7. Аспартат является нейротрансмиттером ЦНС (в виде препарата натриевой соли аспартата применяется для лечения заболеваний сердца).

Метаболизм гистидина.

Известны 3 пути метаболизма гистидина:

1.

N N

CH2 – CH – COOH CH2 – CH2 – NH2

| - CO2

NH NH2 NH гистамин

O

N + HOH N //

CH2 – CH2 – NH2 NH3 + CH2 – C + H2O2

NH диаминооксидаза NH \

альдегид гистидина H

2.

N

CH2 – CH – COOH + H2N – CH2 – CH2 – COOH

NH | в-аланин - НОН

гистидин NH2

N N

CH2 – CH – COOH CH2 – CH – COOH

| |

NH NH N NH

| | |

H2N – CH2 – CH2 – C = O CH3 CO

карнозин |

анзерин (CH2)2 – NH2 Внутреннее дезаминирование:

3.

N гистидинаммиаклиаза N

CH2 – CH – COOH CH = CH – COOH

NH | - NH3 NH

NH2

имидазолилпропионат ГЛУ

Метаболизм пролина.

Пролин синтезируется из глутамата:

O

НАДФ*Н2 НАДФ //

HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH HOOC – CH2 – (CH2) – C

- НОН гамма-полуальдегид \

H

глутаматдегидрогеназа

COOH O = COOH

- НОН NH пролиноксидаза NH

пролин 5-оксопролин

оксипролиназа COOH COOH

O = COOH | | GSH

NH CH2 – CH2 – CH – NH2

5-оксопролин АТФ АДФ+Фн глутамат