Глютамат
затем может связывать еще одну молекулу
аммиака и переходить в глютамин Восстановительному
аминированию подвергаются и другие a-кетокислоты:
ЩУК - аспартат; ПВК – аланин
При этом
способе не только обезвреживается
аммиак, но паралельно и синтезируются
заменимые АК.
Синтез
мочевины.
Основным процессом утилизации аммиака
в печени является синтез мочевины.
Он протекает в митохондриях. На первом
этапе образуется карбомоилфосфат:
NH2
NH2
NH2
COOH АТФ
АМФ +ПФ NH2
NH2
Непосредственными
источниками азота в мочевине
являются аммиак и аспартат. Источником
углерода является СО2. Процесс требует
много энергии – затрачивается 3 молекулы
АТФ. Ключевой стадией является гидролиз
аргинина под действием аргиназы. Это
не только стадия образования собственно
мочевины, но и стадия образования арнитина.
Организмы не способные синтезировать
мочевину не имеют этого фермента. Остальные
ферменты цикла широко распространены
в природе и участвуют ив других метаболических
путях, помимо образования мочевины. Карбомоилфосфатсинтетаза,
например, участвует в процессе биосинтеза
пиримидиновых нуклеидов.
И аммиак
и аспартат (источники азота в
мочевине) могут быть образованы из
глутамата. За образование аммиака
отвечает глутамат-ДГ. Аспартат может
получить азот от глутамата в ходе
реакций трансаминирования, оксалоацетат
выполняет роль акцепторной a-оксокислоты. В свою
очередь оксалоацетат может синтезироваться
из фумарата (получаемого в ходе цикла
мочевины). Более того, превращение фумарата
в аспартат, из-за наличия стадии фумарат
– малат - оксалоацетат - аспартат, возмещает
АТФ, необходимый для цикла мочевины. Схема
процесса:
2 АТФ 2АДФ
+ Фк
Орнитин
+ карбомоилфосфат
NH3 + СО2
Цитрулин + аспартат
Аргининсукцинат
Аргинин + Фумарат
НАД НАДН
Орнитин + мочевина
Малат
Оксалоацетат
Нарушение
синтеза мочевины:
Известны
метаболические нарушения, обусловленные
недостатком каждого из ферментов,
катализирующих реакции синтеза мочевины.
Общие симптомы: рвота (особенно у детей),
отвращение к белковой пище, нарушение
координации движений, раздражительность,
сопливость, умственная отсталость.
При недостатке
карбомоилфосфатсинтетазы развивается
гипераммониемия (выраженные симптомы
аммиачного отравления). Это заболевание,
вероятно, является наследственным.
Гипераммониемию
может вызвать и недостаток орнитинкарбомоилтрансферазы.
Это заболевание генетически связано
с Х-хромосомой (т.е. передается от матери,
у которой отмечены такие признаки). В
крови, спинномозговой жидкости и моче
отмечается повышенное содержание глотамина.
При недостатке
аргининсукцинатсинтетазы развивается
цитруллинемия (наследуется по рецессивному
типу), сопровождается цитрулинурией.
При недостатке
аргининсукцинатлиазы развивается
аргининсукцинатная ацидурия. Наследуется
по рецессивному типу, сопровождается
накоплением аргининсукцината в крови,
спинномозговой жидкости, в моче. Часто
сопровождается нарушением роста волос.
Может привести к фатальному исходу в
раннем возрасте.
При низком
содержании аргиназы развивается гипераргининемия.
При этом повышается содержание аргинина
в крови и спинномозговой жидкости, в моче
повышается содержание ряда аминокислот.
Малобелковая диета частично корректирует
это состояние.
Особенности обмена
глицина и серина.
Глицин
используется для синтеза ряда важных
соединений (гем, пуриновые нуклеотиды,
парные желчные кислоты, глютатион, креатин,
муравьиная кислота, гиппуровая кислота).
При распаде глицин превращается в глиоксалевую
кислоту, которая переходит в муравьиную
кислоту, в свою очередь используемую
для образования из глицина
(NH2
– CH2 - COOH) серина (OH – CH2 – CH2(NH2)
- COOH). Синтезироваться глицин может из
треонина, серина, глиоксалата. Глицин
может превращаться в серин, при этом донором
одноуглеродного радикала является тетрагидрооронат.
метилен-ТГФК
ТГФК
СН2 – СООН
СН2 – СН – СООН
|
серингидроксиметилтрансфераза
| |
NH2
OH NH2
Глицин
серин
Далее
серин может превратиться в ПВК.
Главный
путь катаболизма глицина – это катализируемое
глицинсинтазным комплексом (очень похож
на ПДК) превращение, в результате которого
образуется NH3, СО2, а метиленовая группа
переносится на ТГФК тетрагидрофоливую
кислоту с образованием метилентетрагидрофолата.
Это происходит в митохондриях:
ТГФК
метиленТГФК
NH2 – CH2 – COOH
NH3 + CO2
Глицин
глицинсинтазный комплекс
НАД
НАДН
К нарушением
обмена глицина относится глицинурия,
что связывает с нарушением реабсорбции
глицина в почечных канальцах. Вероятно,
это наследственная патология, наследуется
по доминантному признаку, сцепленному
с Х-хромосомой. Мы упоминали, что глицин
способен перейти в глиоксалевую кислоту,
которая затем переходит в муравьиную
или в глицин. Эта реакция катализируется
глицинтрансаминазой. При недостаточности
этого фермента глиоксалевая кислота
не способна переходить в глицин, или не
работает фермент, переводящий глиоксалевую
кислоту в муравьиную, ее избыток превращается
в оксалат, который в виде камней накапливается
в мочевыводящих путях, при этом развивается
гипертония и почечная недостаточность,
что может привести к летальному исходу
в детском возрасте.