ОБМЕН ОТДЕЛЬНЫХ АМИНОКИСЛОТ
Кроме общих путей обмена, характерных для большинства аминокислот (например, дезаминирование), существуют и специфические пути превращения многих аминокислот, что определеятся особенностями их радикалов.
Обмен метионина. Метионин в своей активной форме – S-аденозилметионин (SАМ), которая образуется при участии АТФ, содержит подвижную метильную группу, которая используется для различных реакций метилирования, катализируемых метилтрансферазами. Метильная группа SАМ может быть использована:
1. для синтеза холина из этаноламина;
2. для синтеза креатина – азотистого вещества мышц;
3. для синтеза адреналина из норадреналина;
4. для инактивации катехоламинов;
5. для метилирования азотистых оснований в ДНК;
6. для метаболизма ксенобиотиков, включая лекарственные препараты;
7. синтез мелатонина в эпифизе (гормона темноты).
Обмен фенилаланина и тирозина(рис.17).
Рис. 17. Обмен фенилаланина и тирозина
Основное количество фенилаланина (около 80%) превращается в тирозин в результате его гидроксилирования при участии фенилаланингидроксилазы. Реакция протекает с участием НАДФН. Остальная часть фенилаланина подвергается переаминированию и превращается в фенилпируват. При отсутствии фенилаланингидроксилазы образование фенилпирувата становится основным путем катаболизма фенилаланина. Дефект фенилаланингидроксилазы приводит к развитию фенилкетонурии (ФКУ). При этом высокие концентрации фенилпирувата токсически действуют на клетки мозга и нарушают умственное развитие (олигофрения), физическое развитие, может развиться судорожный синдром. Прогрессирующее нарушение умственного развития у детей, больных ФКУ, можно предотвратить диетой – полным отсутствием фенилаланина. При раннем начале такого лечения повреждение мозга снижается или предотвращается. На такой диете ребенок должен находиться до 7-10 лет.
Обмен тирозина значительно сложнее, чем фенилаланина. В печени происходит катаболизм тирозина, завершающийся образованием фумарата и ацетоацетата. Этот путь катаболизма включает в себя несколько стадий:
а) переаминирование тирозина с образованием п-гидроксифенилпирувата
б) превращение последнего в гомогентизиновую кислоту
в) расщепление гомогентизиновой кислоты при участии диоксигеназы с образованием в конечном итоге фумарата и ацетоацетата.
При отсутствии диоксигеназы гомогентизиновой кислоты развивается алкаптонурия («черная моча»). Для этого заболевания характерно выделение с мочой большого количества гомогентизиновой кислоты, которая, окисляясь кислородом воздуха, превращается в черный пигмент алкаптон. Этот пигмент откладывается также в хрящевой ткани (пигментация мочек ушей, носа), в суставах, что приводит к артриту.
В пигментных клетках (меланоцитах) из тирозина синтезируется пигмент меланин, который окрашивает волосы, кожу, радужную оболочку. Первую реакцию превращения тирозина в меланин с образованием ДОФА катализирует тирозиназа. Врожденный дефект этого фермента приводит к альбинизму. При этом заболевании отсутствует пигментация кожи и волос, у больных может быть снижена острота зрения.
В щитовидной железе тирозин необходим для синтеза йодтиронинов, в мозговом веществе надпочечников, в катехоламинэргических нейронах из тирозина синтезируются катехоламины.