Трансметилдендіру. Цистеин, серин, глициндердің алмасуының ерекшеліктері. Тетрагидрофолий қышқылы және бір көміртекті топтардың синтезі.

Алмасудың бұл жолы аминоқышқылдардағы радикалдардың құрлысының әртүрлілігімен ерекшелінеді, сондықтан олар әртүрлі және көптүрлі. Бұл спецификалық реакцияларға түскенде аминоқышқылдар көптеген келесі маңызды процестерге қатысады:

а) гормондар мен нейромедиаторлар синтезіне,

б) күрделі белоктардың простетикалық топтарының синтезіне - хромопротеиндердің және нуклеопротеиндердің,

в) күрделі дипидтердің синтезіне,

г) жасуша үшін энергия көзі болатын, құрамында макроэргиялық байланысы бар заттардың синтезіне,

д) улы заттарды залалсыздандыруға.

Аминоқышқылдар бұл процестерге түскенде, өзінің өзінің бүкіл молекуласымен бірге де немесе кейбір фрагменттерімен де (топтарымен) қатыса алады. Оларға аминотоптар (-NH₂) және біркөміртекті фрагменттер: -СН₃, -CH₂-, -С=О, -СН=, -СН₂ОН жатқызылады.

Біркөміртекті фрагменттер аминоқышқылдар - глицин, серин, аланин, треониндерден ферменттер әсерінен түзіледі, олардың коферменттері тетрагидрофоллий қышқылы (ТГФҚ, ол В_с витаминінің туындысы). Ол фоль қышқылынан НАДФН₂ көмегімен тотықсыздану нәтижесінде түзіледі. ТГФҚ-мен байланысқан біркөміртекті фрагментті активті біркөміртекті фрагмент немесе активті С₁ деп атайды.

Глицин мен сериннің алмасуы.

Бұл ауыстырылатын аминоқышқылдар, олар бір біріне айнала алады. Глициннің негізгі ыдырау жолында СО₂, Н₂О жәнеметилен-ТГФК (активті С₁) түзіледі:

Метилен-ТГФК-дан активті С₁-дің басқа да формалары түзіледі: формил-ТГФК, метил-ТГФК, метен-ТГФК, оксиметил-ТГФК. Бұл метилен-ТГФК-ның тотығу және тотықсыздану реакцияларына қатысуының нәтижесі болып табылады.

Активті С₁, глициннен түзілген, пуриндік азоттық негіздердің синтезіне қатысады. Мұнан басқа, глициннің бүкіл молекуласы гемоглобиннің және басқа да гемопротеиндердің гемінің, пуриндік азоттық негіздердің, жұп өт қышқылдарының (гликохоль қышқылы), креатиннің, трипептид глютатионның синтездеріне қатысады. Бауырда глицин бензой қышқылының заласыздануына қатысып оны гиппур қышқылына айналдырады:

Сериннің негізгі ыдырау жолында метилен-ТГФК және глицин түзіледі:

Сериннің бүкіл молекуласы күрделі липидтер – фосфолипидтердің синтезіне қатысады. Ол синтезге қатысып фосфатидилсеринді түзеді, ол декарбоксилденіп фосфатидилэтаноламинге айналады, соңғысы метилденуден кейін фосфатидилхолинге айналады. Метилдену реакциясына метиониннің активті формасы - S-аденозилметионин қатысады.

Серин фермент-белоктар құрамында ферменттің каталиттік орталығының қалыптасуына қатысады, мысалы, сериндік протеазалардағы: типсинде, химотрипсинде және т.б. Серин белоктардың гидраттқ қабықтарының қалыптасуына да қатысады, себебі ол полярлы аминоқышқыл.

Күкіртқұрамды аминоқышқылдардың: метионин мен цистеиннің алмасуы

Метионин – бұл ауыстырылмайтын, ал цистеин ауыстырылатын аминоқышқылдар.

Метионин алмасуының негізгі ерекшелігі бұл одан да активті С₁ –ді СН₃- тобы түрінде түзуі. Бұл топ әртүрлі синтездерге қатысады. Ерекшелігі сол бұл топ ТГФҚ қатысуынсыз түзіледі. СН₃-тобының көзі болуы үшін метионин АТФ қатысуымен активтенуге түседі. Бұл реакцияның нәтижесінде фосфор қышқылының барлық үш қалдығы да бөлінеді, ал аденозин метиониндегі күкірт атомына байланысады. В результате этой реакции от АТФ отщепляются все три остатка фосфорной кислоты, а аденозин присоединяется к атому серы метионина. Осы жолмен метиониннің активті формасы S- аденозил-метионин түзіледі.

S-аденозил-метионин трансметилдену реакцияларына қатысады. Олардың ішіндегі маңыздысы фосфатидилэтаноаминнен фосфатидилхолинді синтездеуге, биогендік аминдерді О-метилтрансфераза қатысында залалсыздандыруға, норадреналиннен адреналинді синтездеуге, холин және ацетил-КоА-дан ацетилхолинді синтездеуге, креатин синтезіне қатысуы. Кратин креатинфосфат түрінде макроэргиялық байланыстардың резервтік формасы болып табылады және жүйке ұлпасы мен жұмыс істеуші бұлшықетті АТФ-пен қамтамассыз етеді.

Креатиннің синтезі.

Креатиннің синтезіне басқа да аминолқышқылдар - аргинин және глицин қатысады. Бүйректерде аргининнен және глициннен гуанидинацетат түзіледі, ол бауырда S-аденозил-метионин қатысуымен метилденеді және нәтижесінде креатин түзіледі.

Гомоцистеин

Гомоцистеин - аминқышқыл цистеиннің (гомоцистеин + серин) синтезіне қатысады. Креатин АТФ қатысуымен фосфорлануға түседі, нәтижесінде макроэргиялық байланысы бар қосылыс –креатинфофат түзіледі. Бұл қайтымды реакция фермент креатинфосфокиназа (КФК) арқылы катализденеді.

Бұл реакция бұлшықеттерде интенсивті өтеді, негізінен, жүрек бұлшықетінде және ми ұлпасында. Креатинфосфат тыныштық жағдайында активті синтезделеді және бұлшықет жұмысы кезінде ыдырайды. Бұл АТФ регенерациясының біршама жылдам әдісі. Креатинфосфаттан түзілген креатин креатининге дейін ыдырайды, ол соңғы өнім болып табылады және зәр құрамында шығарылады. Тәулігіне 1-2 грамм креатинин шығарылады. Креатининнің бұл мөлшері бұлшықет массасына тікелей пропорционалды, сондықтан ер адамдардың зәріндегі креатин мөлшері әйелдермен салыстырғанда көп болады. Креатинин бірінші ретті зәрден реабсорбтелінбейді, сондықтан екінші реттік зәрдегі оның мөлшері шумақтық сүзілу көлемімен сипатталады.

Бұлшықет жасушаларының зақымдалуы кезінде және ми ұлпасының зақымдалуында креатинфосфокиназа қан құрамында байқалады, бұл аталған мүшелердің қызметі бұзылуының диагностикалық белгісі болып табылады. КФК-ның үш изоферменті – кардиалдық, церебралдық, бұлшықеттік болатыны белгілі, олардың қан құрамында кездесуі сәйкес келуші мүшелердің зақымдалғанын анықтауға мүмкіндік береді. Қанда кардиалдық изоферменттің болуы миокард инфарктісінің ерте кездегі диагностикалық белгісі болып табылады.

Цистеиннің алмасуы

Бұл ауыстырылмайтын амноқышқыл, ол сериннен синтезделеді. Сериндегі гидроксилдік топ гомоцистеин беретін SН-тобына ауыстырылуы механизмі арқылы жүреді. Цистеин өзінің SН-тобымен каталиттік орталықты түзіп (тиолдық протеазалар) фермент-белоктардың каталиттік орталығын түзуге қатысады, сонымен бірге белоктардың үшінші және төртінші реттік құрылымдарының қалыптасуына қатысады. Цистеин трипептид глютатионның синтезі үшін қажет, ол цистеин мен глютамин қышқылынан құралған. Глутатион молекуласы шартты түрде (Г-SН) түрінде белгіленеді. Глютатион жеңіл тотығуға және тотықсыздануға қабілетті:

Глютатион тотығып басқа заттарды тотығудан қорғайды, мысалы эритроциттердегі гемоглобиннің қос валентті темірін:

Глютатион НАДФН₂ көмегімен фермент глютатионредуктаза қатысуымен тотықсызданады:

Цистеин ыдырауға да түседі, бұл кезде ол тотығады және декарбоксилденеді, соның нәтижесінде таурин түзіледі, ол бауырда жұп өт қышқылдарының (таурохоль және т.б.) түзілуіне қатысады.

Тауриннен түзілетін күкірт қышқылы, бауырда, улы заттарды залалсыздандыруға қатысады.

Осы жолдармен белоктардың ішектерде шіру өнімдері - индол, скатол, фенол, крезол заласызданады. Бұл процестерге күкірт қышқылы, өзінің АТФ қатысуымен түзілетін активті формасы 3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфат (ФАФC) түрінде қатысады.

Аргининнің алмасуы

Аргинин – жартылай ауыстырлатын аминоқышқыл. Ол бауырда, аспарагин қышқылы мен орнитиннің қатысуымен мочевина синтезі жолында, карбомоилфосфаттан түзіледі. Аргинин бүйректерде креатиннің синтезіне қатысады, гуанидинацетат түзілгенде гуанидин тобының доноры болу арқылы. Белоктардың құрамында аргинин полярлы оң зарядталған аминоқышқыл ретінде иондық байланыстардың түзілуіне және белоктардың гидраттық қабықтарының қалыптасуына қатысады.

Дикарбондық аминоқышқылдар – глутамин және аспарагин қышқылдарының алмасуы

Бұл аминоқышқылдар көптеген химиялық реакцияларға (жоғарыда келтірілген) қатысады, сондықтан олар аминоқышқылдар алмасуында маңызды роль атқарады.

1. Олар ауыстырылатын аминоқышқылдардың синтезіне қатысады және белоктардың аминоқышқылдық құрамының коррекциясына, бұл ағза жасушасының аминоқышқылдық құрамының коррекциясына қатысады деген болып табылады.

2. Аммиактың және азоттық алмасудың басқа да улы өнімдерінің залалсыздану реакцияларына қатысады.

3. Альфа-кетоқышқылдарға айналу арқылы (альфа-кетоглутарат және қымыздық-сірке қышқылы (ҚСҚ)), олар белоктар, көмірсулар, майлардың алмасуының өзара байланысына да қатысады.

4. Дикарбондық аминоқышқылдар және олардың амидтері (глутамин және аспарагин) жасушаның бүкіл азотқұрамды қосылыстарының синтезделу реакцияларына (нуклеотидтердің, нуклеин қышқылдарының, аминоқанттардың, липидтердің аминдік туындыларының) қатысады. Олар бұл синтезделу реакцияларында азоттың NН₂-тобы түріндегі доноры болып табылады немесе оның бүкіл молекуласы қатысады.

Әрбір аминоқышқылдардың жекеленген рольдері:

Глутамин қышқылы

а) тікелей тотығып дезаминденуге түсіп альфа-кетоглутаратты түзеді;

б) трансаминдену реакциясына түседі, оларды спецификалық трансаминазалар катализдейді;

в) глютаминнің синтезі үшін субстрат болады, ол аммиактың тасымалданушы формасы болып табылады және бауырда мочевинаның синтезіне қатысады, сонымен бірге нуклеотидтер мен нуклеин қышқылдарының пуриндік негіздерінің, аминоқанттар мен липидтердің аминдік туындыларының синтезіне қатысады.

г) аминоқышқылдардың жанама дезаминденуіне қатысады;

д) трипептид глютатионның синтезіне қатысады;

е) гамма-аминомай қышқылының түзілуі үшін субстрат болып табылады.

Аспарагин қышқылы

а) трансаминдену реакциясына қатысады;

б) мочевина синтезінде NН₂-топтың доноры ретінде болады;

в) пиримидиндік негіздердің синтезінде (бүкіл молекуласымен) және пуриндік негіздердің синтезінде NН₂-топтың доноры ретінде;

г) аспарагин синтезіне қатысады.

Екі аминоқышқыл да белоктың үшінші және төртінші реттік құрылымын қалыптастыруға және белоктардың гидраттық қабықтарының қалыптасуына қатысады, себебі полярлы зарядталған аминоқышқылдар болып табылады, сонымен бірге бұл аминоқышқылдар ферменттердің активті орталықтарының қалыптасуына қатысады. Аспарагин және глутамин қышқылдарын амидтендіру аспарагиннің және глутаминнің түзілуіне әкеледі, оларда белок синтезі үшін өте қажет.

Дата добавления: 2015-07-15