Биосинтез заменимых аминокислот

В организме человека возможен синтез восьми заменимых аминокислот: Ала, Асп, Асн, Сер, Гли, Глу, Глн, Про (рис. 9−23). Углеродный скелет этих аминокислот образуется из глюкозы. б-Аминогруппа вводится в соответствующие б-кетокислоты в результате реакций трансаминирования. Универсальным донором б-аминогруппы служит глутамат.

Путём трансаминирования б-кетокислот, образующихся из глюкозы, синтезируются аминокислоты (см. схему, А на с. 492).

Глутамат также образуется при восстановительном аминировании б-кетоглутарата глутаматдегидрогеназой.

Эти реакции обратимы и играют большую роль как в процессе синтеза аминокислот, так и при их катаболизме. Такие реакции, выполняющие двойную функцию, называют амфиболическими.

Схема А.

Амиды глутамин и аспарагин синтезируются из соответствующих дикарбоновых аминокислот Глу и Асп (см. схему А).

• · Серин образуется из 3-фосфоглицерата — промежуточного продукта гликолиза, который окисляется до 3-фосфопирувата и затем трансаминируется с образованием се-рина (см. схему Б).
• · Существует 2 пути синтеза глицина:
  • 1) из серина с участием производного фолиевой кислоты в результате действия се-риноксиметилтрансферазы:

2) в результате действия фермента глицинсинтазы в реакции:

· Пролин синтезируется из глутамата в цепи обратимых реакций. Эти же реакции используются и при катаболизме пролита (см. схему В на с. 494).

Кроме восьми перечисленных заменимых аминокислот, в организме человека могут синтезироваться ещё четыре аминокислоты.

Частично заменимые аминокислоты Apr и Гис синтезируются сложным путём в небольших количествах. Большая их часть должна поступать с пищей.

• · Синтез аргинина происходит в реакциях орнитинового цикла (см. выше подраздел IV);
• · Гистидин синтезируется из АТФ и рибозы. Часть имидазольного цикла гистидина — N=CH-NHобразуется из пуринового ядра аденина, источником которого служит АТФ, остальная часть молекулы — из атомов рибозы. При этом образуется 5-фосфорибозиламин, который кроме синтеза гистидина необходим для синтеза пуринов.

Для синтеза условно заменимых аминокислот тирозина и цистеина требуются незаменимые аминокислоты фенилаланин и метионин соответственно (см. подразделы VIII и IX).

Образование других аминокислот также возможно при наличии соответствующих б-кетокислот, которые могут трансаминироваться с глутаматом. Таким образом, незаменимой частью молекулы аминокислот является их углеродный скелет. Источником таких незаменимых ос-кетокислот служат только белки пищи. Исключение составляют лизин и треонин, которые не подвергаются трансаминированию, их а-кетоаналоги с пищей практически не поступают и в организме не синтезируются. Единственный источник этих аминокислот — пищевые белки.

Схема А.

Схема Б.

Схема В.