Белки

stify">Распадаться серин может переходя в глицин, а дальше по пути распада глицина.Реакцию  перехода глицина в серин и последующего переноса одноуглеродных радикалов осуществляет активная форма фолиевой кислоты (ТГФК –тетрагидрофолиевая кислота). ТГФК переносит различные одноуглеродные радикалы, используемые, например, для синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот.Фолиевая кислота – витамин. При ее дефиците развивается анемия (новорожденных, беременных). Состоит фолиевая кислота из атеридина, парааминобензойной кислоты и глутамата. Фолиевая кислота превращается в ТГФК под действием фермента дигидрофолатредуктаза. Содержится в дрожжах, зеленых листьях. Суточная потребность 1-2мг. Антивитамины (антифолаты) - аминоптерин, метотрексан (аметоптерин) – широко используется для лечения лейкоза, хорионэпителиомы , обладают цитостатическим и бактериацидным (бактериостатическим)  действием. В медицинской практике широко используются сульфаниламидные препараты как конкурентные ингибиторы превращения парааминобензойной кислоты в фолиевую, что приводит к снижению синтеза НК (вследствие замедления или прекращения синтеза ТГФК из фолата). Окончательным результатом этих событий является гибель микроорганизмов                                               

                                               
 

 Обмен аргинина.

Аргинин используется в синтезе белков, в  синтезе креатина, участвует в  процессе синтеза мочевины. В определенных условиях, при окислении кислородом, может служить источником очень активного свободного радикала оксида азота:

                                            НАДФ                     НАДФН

Аргинин + кислород                                                           NO* + цитруллин

                                           NO-синтетаза

                                             Цитохром Р-450  

Вторым  источником NO могут являться реакции, катализируемые нитратредуктазой:

NO3       NO2        NO. Оксид азота – это очень активная биологическая молекула. В сосудах оксид азота является мощным сосудорасширяющим фактором. Участвует в регуляции свертывания крови, в регуляции тонуса сердечной мускулатуры. В ЦНС выполняет роль нейромедиатора. В макрофагах участвует в иммулогических реакциях. Избыток оксида азота оказывает токсическое действие на клетки. Это связано с тем, что NO взаимодействует с супероксидным анион-радикалом с образованием очень сильного окислителя пероксинитрита; способного окислять железо, белки, НК и т.д.

NO* + O2             ONOO* пероксинитрит

Недостаток  оксида натрия сопровождается повышением артериального давления, т.к. спазмируются сосуды.

                         Особенности обмена серусодержащих аминокислот.

Сера  – один из шести элементов (С, Н, О, N, Р, S) из которых состоит большинство биомолекул. Наиболее важные соединения, содержащие серу - глютатион, тиаминпирофосфат, биотин, липоевая кислота, ко-фермент А, хондроэтилсульфаты, сульфомиды, АК – метионин и цестеин.

CH₃ – S – CH₂ – CH₂ – CH – COOH       CH₂ – CH – COOH    CH₂ – S – S – CH₂

   метионин                    |                           |           |                        |                        |

                                       NH2                    SH      NH2                 СН - NH₂         СН-NH₂

                                                                                                        |                        |                

                                                                                                       COOH              COOH                                                                  

                                                                       Цистеин                              Цистин     

В растениях  и бактериях метионин может синтезироваться из цистеина (который является в этом случае поставщиком серы). У человека этот процесс не идет. Поэтому метионин является незаменимой АК и обязательно должен поступать в составе пищи. Напротив, в тканях у человека метионин является донором серы для образования цистеина. Серин же служит источником углеродного скелета для синтеза цистеина. Таким образом, цистеин не является незаменимой АК. Метионин является донором метильных групп в реакциях трансметилирования, точнее является его активная форма – S-аденозилметионин:   

Полученное  соединение используется в реакциях трансметилирования при образовании  адреналина, тимина, креатина, холина по схеме:

S-аденозилметинин + субстрат          S-аденозилгомоцистеин + субстрат-СН3

               

                                       метилтрансфераза  

Аналогично  метилируется в организме некоторые  лекарственные препараты (фенолы, унитиол, никотин и т.д.), чужеродные соединения (теллур, селен, сера).

Основной  путь дальнейшего превращения гомоцестеина – перенос SH-групп на серин с образованием цистеина через стадию цистатионина.

Цистеин входит в состав активных центров  многих ферментов, является активным компонентом  глютатиона, образует дисульфидные связи в белках, является источником сульфата. Основной путь окисления цистеина ведет к образованию сульфата:

                                                                                                         CH3          NH₂      

                                                            АТФ         ПФ + Рн               |                |                                                                                                             

CH3 – S – CH₂ – CH₂ – CH – COOH                             аденозил-S-(CH₂)₂- CH-COOH

  метионин                       |   метионинаденозилтрансфераза    S-аденозилметионин

                                        NH₂                                                     

Цистеин является донором серы для образования различных серусодержащих веществ (таурина, сульфолипидов, гликозамингликанов, ФАФС).

Образование гомоцестеина происходит с участием витамина В₁₂. Суточная потребность неизвестна, однако состояние злокачественной (пернициозной) анемии, вызванное недостатком витамина, можно предотвратить, принимая ежедневно 0,1 мкг витамина В₁₂ . Эта низкая потребность отчасти объясняется относительно небольшим количеством В₁₂-зависимых реакций, отчасти связано с тем, что часть В₁₂ поступает внутрь организма благодаря деятельности бактерий, способных его стимулировать.

Наиболее  важные В₁₂-зависимые реакции у людей: превращение гомоцистеин ®метионин и метилмалонил – SК₀А ® сукцинил SК₀А. В некоторых бактериях В₁₂ является коэффициентом рибонуклеотидредуктазы, превращающих рибонуклеотиды в дезоксирибонуклеазы. Эта реакция очень важна для синтеза ДНК.

                          Особенности обмена фенилаланина (ФА) и тирозина.

Некоторые АК синтезируются очень простым  путем: пируват ® аланин, a-оксогмотарат ® глютамат, оксалоацетат ® аспартат, все эти превращения осуществляются путем трансаминирования. Синтез других АК осуществляется в ходе других, более сложных превращений, например, синтез ароматических АК - фениланалина и тирозина. Обе являются производными хоризмовой кислоты, которую большинство высших животных синтезировать не могут из-за отсутствия ферментов. Поэтому фенилаланин является незаменимой АК. Тирозин же может быть получен из фенилаланина путем гидроксилирования. Хоризмовая кислота является также предшественником некоторых других важных соединений: параминобензойной кислоты (используемой в биосинтезе фолиевой кислоты), триптофана, убихинонов (С₀Q), витаминов К,Е.

При недостаточности  фенилаланингидроксилазы (фермента, превращающего  ФА в тирозин), у детей развивается фенилкетонурия. При этом в крови и моче повышено содержание ФА, а также других метаболитов – производных ФА: фенилпирувата (фенилкетона), фениллактата и фенилацетата. Если такое состояние остается нераспознанным и не корректируется, быстро происходит серьезная задержка в умственном развитии ребенка. Оно корректируется исключением из питания продуктов, содержащих ФА. Основным токсическим продуктом является фенилпируват, который ингибирует пируват-ДГ в клетках мозга, что серьезно нарушает нормальный метаболизм, развитие и функции мозга. Фенилкетонурия - наследственная болезнь.

                                         +О₂                                              альфа-оксоглютарат       глютамат

СН₂ – СН – СООН                         СН₂ – СН – СООН                                                                          

|          |                    диоксигеназа  |            |                                     трансаминаза  

SH      NH₂                                      SО₃H2   NH₂

Цистеин                                         цистеинсульфаниловая кислота                                   

CH₂ – C – COOH      +H₂O      CH₃ – C – COOH + H₂SO₃           H₂SO₄

 |           ||                                                ||                   сульфит        сульфат

SO₂H  O                                               O

Сульфанилпируват                        ПВК 

Недостаток  оксидазы гомогентизиновой кислоты  вызывает алкаптонурию (происходит, вследствии накопления гомогентизиновой кислоты, потемнение мочи – становится почти черная, ахроноз, недоразвитие организма).В меланоцитах (клетках ответственных за синтез меланиновых пигментов, придающих цвет коже, глазам и волосам) тирозин гидроксилируется, превращаясь в 3,4-дигидроксифенилаланин (L-ДОФА), который затем превращается в 5,6-индолхиноны, которые, полимеризуясь, образуют с белками  меланиновые пигменты. 
 
 

                      NH₂                                   +2Н+                       OH                                    

                      |    трансаминаза                                                   |    - СО₂                                                                                              

     (1) СН₂–СН - СООН             СН₂–СН - СООН      СН₂–СН - СООН     СН₂– СООН

           Фенилаланин                                     О                 фениллактат            фенилацетат            

           ОН                                  фенилпируват (фенилкетон)     

                                                                (1) – фенилаланингидроксилаза.      

                        NH₂   

                        |       тирозин                        

           СН₂ – СН - СООН 

Фенилаланин и тирозин – это и кетогенные и гликогенные АК, поскольку при их расщеплении образуется ацтил- S-К₀А (через ацетоацетат- S-К₀А) – это кетогенный путь, и фумарат (предшественник оксалоацетата), а значит гликогенный путь: