Тирозин принадлежит трем семействам: фумарата, ацетоацетата и ацетил-КоА

При изучении основных путей катаболизма тирозина важную роль сыграли исследования генетических заболеваний. Первая реакция катаболизма тирозина подобна таковой для фенилаланина – трансаминирование с образованием парагидроксифенил-пирувата, которое катализируется тирозин-a-кетоглутарат-трансаминазой в печени млекопитающих.

Превращение в гомогентизиновую кислоту происходит при участии пара гидроксифенилпируват гидроксилазы. Этот медь содержащий фермент катализирует сложную реакцию, сопровождающуюся переносом боковой цепи, декарбоксилированием и гидроксилированием кольца. Кофактором этой реакции, по-видимому, служит аскорбиновая кислота, поскольку больные цингой выделяют мочой промежуточные продукты метабо­лизма тирозина. Раскрытие кольца гомогентизиновой кислоты происходит под влиянием оксидазы гомогентизиновой кислоты.— железосодержащего металлопро­теина печени млекопитающих. Образующийся малеилацетоацетат превращается в свой изомер фумарилацетоацетат при участии цис, трансизомеразы и гидролаза фумарилацетоацетата завершает катаболический путь тирозина образованием фумарата и ацетоацетата, последний может превратиться в ацетил-КоА.

Тирозинемия, тирозинурия и фенолацидурия –формы проявления нарушения катаболизма тирозина.

При недостаточности ферментов катализирующих заключительные этапы катаболизма тирозина развивается тирозиноз или тирозинемия типа I. При этом накапливаются промежуточные продукты, оказывающие ингибирующее действие на ряд ферментов и транспортных си­стем с недостаточно изученным механизмом действия. Различают острую и хроническую формы тирозинозов. Острая форма развивается в раннем детстве и проявляется в форме нарушений деятельности желудочно-кишечного тракта (понос, рвота) «ка­пустного» запаха, задержки в развитии. Недостаточность печени и смертельный исход наступает в возрасте 6—8 месяцев при несвоевременном лечении. Со сходными, но более умеренно выраженными симптомами, протекает хрони­ческая тирозинемия. Леталь­ный исход наступает в возрасте около 10 лет. Со­держание тирозина в плазме повышается до 6—12 мг/100 мл, повышено содержание и некоторых дру­гих аминокислот, особенно метионина. Лечение включает диету с пониженным содержанием тирози­на и фенилаланина, а в ряде случаев также и метио­нина.

Тирозинемия типа II (синдром Рихнера— Ханхарта) развивается при недостаточность первого фермента тирозин-трансаминазы печени. Для клинические проявлений характерны поражения глаз и кожи и умеренная умственная отсталость. Содержания тирозина в плазме повышено (4—5 мг/100 мл), Тирозин является единственной ами­нокислотой, концентрация которой в моче повышается Среди выделяемых метаболитов выделяемых мочой можно найти пара гидроксифенилпируват, п-гидроксифениллактат, и-гидроксифенилацетат, N-ацетилтирозин и тирамин .

Недостаточность еще одного фермента обмена тирозина пара-гидроксифенил-пируват-гидроксилазы вызывает тирозинемию новорожденных . При этом повышается со­держание в крови тирозина и фенилаланина, а в мо­че содержание тирозина, и-гидроксифенилацетата, N-ацетилтирозина и тирамина. Для лечения на­значают бедную белком диету.Нарушение активности оксидазы гомогентизиновой кислоты приводит к развитию алкаптонурии. Это наследственное нарушение метаболизма описано в медицинской литерату­ре еще в XVI в и стало первым заболеванием в истории медицины побудившее Гаррода выдвинуть идею о наследственных метаболи­ческих нарушениях. Моча таких больных темнеет при контакте с воздухом. Со временем у человека наблюдается общая пигмента­ция соединительной ткани (охроноз) и развивается артрит. Субстрат фермента, гомогентизат, экскретируется с мочой; при окислении на воздухе он образует темно-коричневый пигмент. Алкаптонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу. В настоящее время не найдено диагностических методов выявления гетерозигот. Хотя механизм охроноза не установлен, полагают, что он обусловлен окислением гомогентизата полифенолоксидазой, приводящим к образованию бензохиноацетата, который далее полимеризуется и связывается с макромолекулами соединительной ткани.

Пути обмена триптофана ведут к образованию НАД⁺

Триптофан одна из первых аминокислот отнесенных к незаменимым. Основная масса поступившего с пищей триптофана используется в синтезе белков. Около 1% расходуется на образование серотонина и мелатонина. Распад молекулы триптофана до промежуточных продуктов проходит в основном по кинуренин-антранилатному пути. Триптофаноксигеназа -первый фермент этого пути представляет металлопротеин, содержащий железопорфириновый комплекс. Этот фермент катализирует раскрытие индольного кольца с включе­нием двух атомов молекулярного кислорода и образ­ованием N-формилкинуренина. Повышение уровня триптофана вызывает индукцию синтеза этого фермента, триптофан повышает его стабильность в клетке. Фермент ингибируется по принципу обратной связи производными никотиновой кисло­ты. Кинуренин-формилаза –второй фермент процесса катализирует гидролитическое удаление формильной группы N-формилкинуренина и и образование кинуренина. Последний превращается в 3-гидроксикинуренин и затем в 3-гидроксиантраниловую кислоту. Гидроксилирование проис­ходит аналогично реакции гидроксилирования фенилаланина при участии молекулярного кислорода. Кинурениназа , катализирующая образование гидроксиантраниловой кислоты пиридоксальфосфат зависимый фермент. Эта реакция чувствительна к недостатку витамина В6. При его недостаточности происходит нарушение образования гидроксиантраниловой кислоты и производные кинуренина во внепеченочных тканях превра­щаются в ксантуреновую кислоту. Ксантуреновая кислота при достаточном поступлении витамина В6 в моче не обнаруживается.

У многих животных часть 2-акролеил-3-аминофумарата превращается в хинолиновую кислоту, из которой после ряда реакций с участием ФРПФ, глутамина и 2 молей АТФ образуется НАД. У многих животных превращение триптофана в никотиновую кислоту делает необязательным по­ступление этого витамина с пищей (крысы, кроли­ки, собаки свиньи).Введение человеку избыточного количества трипто­фана с пищей повышает экскрецию с мочой про­изводных никотиновой кислоты (например, N-метилникотинамида).

При недостатке витамина В₆ нарушается образование пири­диновых нуклеотидов, НАД⁺ и НАДФ⁺.Однако если ввести в организм достаточное количество никотиновой ки­слоты, нормальный синтез пиридиновых нуклеоти­дов возобновляется даже в отсутствие витамина В₆.

Врожденное нарушение обмена триптофана, проявляющееся появлением сыпи на коже, перемежаю­щейся мозжечковой атаксией и умственной отстало­стью известно под названием болезни Хартнупа, В моче таких больных обнаруживаются повы­шенные количества индолацетата и триптофана.