В функционировании иных обменов

В отличие от первых двух классов соединений, состоящих в основном из углерода, водорода и кислорода, аминокислоты, мононуклеотиды и их биополимеры (белки, ДНК, РНК), включают атомы азота, которые выступают в роли своеобразного маркёра того, что вещества, его содержащие, не могут быть использованы с энергетической целью. И как известно, основным предназначением аминокислот является их полимеризация в полипептиды (белки). Правда, очень малая их часть декарбоксилируется в биогенные амины, выполняющие роль медиаторов и тканевых гормонов (гистамин, дофамин, серотонин, ГАМК, триптамин и т.д.).

Естественно, что в силу различных обстоятельств (старение клетки) тканевые белки гидролизуются, высвободившиеся аминокислоты снова идут на синтез полимеров, а могут лишиться аминогруппы (дезаминированием, переаминированием). Судьба получившегося углеродного скелета альтернативна. Глутамат, аспартат, аланин, серин, цистеин способны преобразовываться в глицерин или идти в глюконеогенез (гликогенные аминокислоты), а валин, лейцин, изолейцин после удаления аминогруппы превращаются в кетоновые тела (кетогенные аминокислоты), которые могут быть энергоисточником, выступать субстратами в синтезе холестерина, ВЖК, а их накопление грозит ацидозом.

Небольшой процент природных аминокислот может подвергнуться специфическим преобразованиям. Например, глицин используется в синтезе гема, облигатной составной части сложных белков - гемопротеидов (гемоглобина, миоглобина, каталазы, пероксидазы, цитохромов, глутатиона). Глицин также входит в состав парных жёлчных кислот (гликохолевая кислота и др.), необходимых в переваривании липидов и всасывании продуктов их распада. Эта же аминокислота участник в получении креатина, который в виде креатинфосфата служит депо энергии в мышцах. Мало того, молекулы глицина полностью включаются в пуриновые основания (аденин, гуанин) - ключевые компоненты различных нуклеотидов.

Из незаменимой кислоты фенилаланина и его гидроксилированного производного тирозина синтезируются гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин) и мозгового слоя надпочечников (адреналин, норадреналин, дофамин), являющиеся одновременно и медиаторами, в коже и слизистых из них могут образовываться пигменты - меланины.

Триптофан – облигатный субстрат в генезе активной формы витамина РР (НАД⁺, НАД⁺Ф).

Самое масштабное значение принадлежит серосодержащим аминокислотам (цистеину, метионину, цистину). Они служат поставщиками глу-

Схема 8. Взаимосвязь обмена аминокислот с другими видами обменов

татиона, обладающего восстанавливающим эффектом и использующегося в качестве антиоксиданта, а также в процессах обезвреживания. Метионин, после предварительной активации переходя в S-аденозилметионин, выступает в роли источника подвижных метильных групп в синтезе холина, адреналина, креатина, тимина (ДНК) и т.д. Серосодержащие аминокислоты участвуют в образовании НS-КоА, парных жёлчных кислот (таурохолевой кислоты), а сульфаты, получившиеся после окисления SН-группы, включаются в мукополисахариды (дерматан-сульфат, гепаран-сульфат, хондроитин-сульфат) - компоненты различных видов соединительной ткани, а также сульфолипиды.

В последние годы стали обращать внимание на производное серосодержащих аминокислот – таурин. Оказывается, обладая антиоксидантными свойствами, он способен стабилизировать структуру мембран; мало того, ему приписывают медиаторную активность.

Серин – одна из заменимых аминокислот, после декарбоксилирования преобразуется в этаноламин; оба этих соединения обнаруживаются позднее в составе фосфолипидов. Для синтеза аминоспирта – сфингозина - облигатного компонента сфингофосфатидов, цереброзидов, ганглиозидов нейронов – также используется серин. При участии ТГФК от этой аминокислоты отщепляется одноуглеродный фрагмент, который затем становится компонентом тимина (в ДНК), аденина, гуанина (в полинуклеотидах).

Весомую точку, позволяющую подтвердить единство различных метаболических процессов, можно поставить следующим фактом. Углекислый газ – неспецифический конечный продукт распада – не только выделяется из организма, но и используется в самых различных реакциях. Хорошо растворяясь в воде, он образует карбонаты, которые служат буферной системой. В клетках в составе карбоксибиотина углекислый газ взаимодействует с многочисленными соединениями с образованием, например, пуринов; из пирувата получается ОА – один из ключевых участников ЦТК или метаболит глюконеогенеза. Если же карбоксилируется малонил КоА, то начинается синтез активных форм ВЖК. Присоединение СО₂ к аминогруппе глутамина заканчивается карбамоилфосфатом, который используется в генезе пиримидиновых нуклеотидов, аргинина. Последняя аминокислота имеет особое значение как один из субстратов в получении креатина, в окончательном обезвреживании аммиака (цикл Кребса I - мочевинообразования). В последние годы установлено, что аргинин гидролизуется с высвобождением NO-радикала, выполняющего роль second messenger’а.

Все перечисленные моменты свидетельствуют о тесных взаимосвязях обменов соединений различных классов.

Поиск по сайту: