Транспорт аминокислот с помощью у-глутамильного цикла

В соответствии с гипотезой у-глутамильного цикла транспорта аминокислот через клеточные мембраны роль переносчика аминокислот принадлежит широко распространенному в биологических системах трилептиду глутатиону:

Ниже приведены реакции у-глутамильного цикла.

I. Главную роль в этом процессе играет мембрано-связанный гликопротеин — фермент у-глутамилтрансфераза (ГГТФ), который катализирует перенос у-глутамильного остатка глутатиона на транспортируемую аминокислоту, т. е.

глутатион выполняет роль донора у-карбоксильной группы глутаминовой кислоты, а аминокислота — акцептор этой группы:

Рис. 24.4. Схема перкой реакции у-глутамильного цикла.

2. Комплекс у-глутамиламинокислота после переноса через мембрану распадается внутри клетки под действием у-глутамилциклотрансферазы на свободную аминокислоту и 5-оксопролин:

3. Образовавшиеся в первой реакции цистеин ил глицин гидролизуется пептидазой:

Все последующие реакции у-глутам ильного цикла направлены на регенерацию глутатиона, необходимого для продолжения процесса.

4. В этой реакции 5-оксопролин под действием АТФ-зависимой 5-оксопролиназы превращается в глутаминовую кислоту:

5. Эта реакция — синтез дипептида у-глутамилцистеина — катализируется у-глутамилцистеинсинтетазой:

6. В завершающей реакции цикла синтез глутатиона катализируется глутатионсинтетазой:

Таким образом, благодаря ресинтезу глутатиона, требующему затраты трех молекул АТФ, цикл может повторяться многократно. Однако это только один из возможных механизмов транспорта аминокислот, поскольку ключевой фермент этого процесса — у-глутамилтрансфераза обладает узкой специфичностью: активен к полярным незаряженным аминокислотам, например цистеину, серину; менее активен к дикарбоновым аминокислотам; пролин — вообще таким путем не транспортируется через мембрану.

Все ферменты у-глутамильного цикла обнаружены в высоких концентрациях в разных тканях — почках, эпителии ворсинок тонкого кишечника, слюнных железах, желчном протоке, семенных пузырьках и др. После всасывания в кишечнике аминокислоты через воротную вену поступают в печень, а затем разносятся кровью во все органы.