Учебник для ВУЗОВ

БИОХИМИЯ

VII. Биосинтез заменимых аминокислот

В организме человека возможен синтез восьми заменимых аминокислот: Ала, Асп, Асн, Сер, Гли, Глу, Глн, Про (рис. 9-23). Углеродный скелет этих аминокислот образуется из глюкозы, а-Аминогруппа вводится в соответствующие а-кетокислоты в результате реакций трансаминирования. Универсальным донором α -аминогруппы служит глутамат.

Рис. 9-23. Пути биосинтеза заменимых аминокислот

Путём трансаминирования а-кетокислот, образующихся из глюкозы, синтезируются аминокислоты (см. схему А).

Схема А

Глутамат также образуется при восстановительном аминировании α -кетоглутарата глутаматдегидрогеназой.

Эти реакции обратимы и играют большую роль как в процессе синтеза аминокислот, так и при их катаболизме. Такие реакции, выполняющие двойную функцию, называют амфиболическими.

Амиды глутамин и аспарагин синтезируются из соответствующих дикарбоновых аминокислот Глу и Асп (см. схему Б).

Схема Б

Серин образуется из 3-фосфоглицерата — промежуточного продукта гликолиза, который окисляется до 3-фосфопирувата и затем трансаминируется с образованием серина (см. схему В).

Схема В

Существует 2 пути синтеза глицина:
1) из серина с участием производного фолиевой кислоты в результате действия сериноксиметилтрансферазы:

2) в результате действия фермента глицинсинтазы в реакции:

Пролин синтезируется из глутамата в цепи обратимых реакций. Эти же реакции используются и при катаболизме пролина (см. схему Г).

Схема Г

Кроме восьми перечисленных заменимых аминокислот, в организме человека могут синтезироваться ещё четыре аминокислоты.

Частично заменимые аминокислоты Apr и Гис синтезируются сложным путём в небольших количествах. Большая их часть должна поступать с пищей.

Синтез аргинина происходит в реакциях орнитинового цикла (см. выше подраздел TV);
Гистидин синтезируется из АТФ и рибозы. Часть имидазольного цикла гистидина — N=CH—NH— образуется из пуринового ядра аденина, источником которого служит АТФ, остальная часть молекулы — из атомов рибозы. При этом образуется 5-фосфорибозил-амин, который кроме синтеза гистидина необходим для синтеза пуринов.

Для синтеза условно заменимых аминокислот тирозина и цистеина требуются незаменимые аминокислоты фенилаланин и метионин соответственно (см. подразделы VIII и IX).

Образование других аминокислот также возможно при наличии соответствующих а-кетокислот, которые могут трансаминироваться с глута-матом. Таким образом, незаменимой частью молекулы аминокислот является их углеродный скелет. Источником таких незаменимых а-кето-кислот служат только белки пищи. Исключение составляют лизин и треонин, которые не подвергаются трансаминированию, их а-кетоаналоги с пищей практически не поступают и в организме не синтезируются. Единственный источник этих аминокислот — пищевые белки.