973).

57. Exton J. H., Friedmann N.. Wong E. H.-A., Brineaux /. P., Corbin J. D., Park C. JBC, 247, 3579—3588 (1972).

58. Weigand E.t Young J. W., McGilliard A. D., BJ, 126, 201—209 (1972).

Глава 12

Некоторые частные пути углеводного

и липидного обмена

В предыдущей главе обсуждались общие принципы процессов биосинтеза, конкретные пути образования основных предшественников углеводов и липидов, а также процессы глюконеогенеза, синтеза глюкозо-6-фосфата из свободной глюкозы и образование жирных кислот. Кроме того, были рассмотрены типичные последовательности реакций полимеризации и основные способы регуляции синтеза и распада гликогена. Настоящая глава посвящена описанию специальных вопросов метаболизма моносахаридов, олигосахаридов, полисахаридов липидов и родственных соединений.

А. Взаимопревращения моносахаридов

Как уже было отмечено (гл. 11, разд. Г,1), химические взаимопревращения веществ протекают легче всего на уровне процессов окисления углеводов. Известно множество реакций, в результате которых один сахар превращается в другой. Большей частью таким трансформациям подвергается сахар, связанный с нуклеотндом. На рис. 12-1 суммированы пути взаимопревращений Сахаров и показано, как из глюко-зо-6-фосфата или фруктозо-6-фосфата образуются многие другие сахара, обнаруживаемые в живых организмах. Галактоза и манноза претерпевают аналогичные превращения. В присутствии соответствующей киназы манноза превращается в маннозо-6-фосфат, который изомери-зуется до состояния равновесия во фруктозо-6-фосфат. Из свободной галактозы в присутствии галактокиназы образуется галактозо-1-фосфат, который превращается в UDP-галактозу и затем в UDP-глюкозу. С другой стороны, превращения свободной фруктозы, существенного компонента питания человека (присутствует в пище обычно в виде сахарозы), отличаются от описанной схемы. Под действием специального фермента— фруктокиназы — фруктоза в печени фоефорнлируется с образованием фруктозо-1-фосфата; последний, однако, не может превратиться во фруктозо-6-фосфат из-за отсутствия соответствующей мутазы. Вместо этого специальный фермент — альдолаза — расщепляет фруктозо-1-фос-фат на два компонента: диоксиацетонфосфат и свободный глицеральде-гид. [При изредка встречающейся недостаточности этой альдолазы возникает состояние непереносимости (интолерантности) фруктозы.] Образованный из фруктозы глицеральдегид восстанавливается в глицерин, который затем фоефорнлируется (в присутствии глицеринкиназы) и вновь окисляется в диоксиацетонфосфат.

1. Метаболизм галактозы

Обмен галактозы вызывает особый интерес в связи с существованием наследственного заболевания галактоземии. При этом заболевании галактоза в организме не превращается в продукты обмена глюГалактцрот тГУР- новая .

^JLJL 1 кислота

кислота

UDP- 1--идуроцовая

?А-зпимераза

5-эпимераза

вая кислота

СО,

UDP-Xyl

Хонуроитин Гиалуроновар кислота Глюкурониды

Ксилан (древесина)

NAD4

4-зпимераза

TJDP- L-Ara *- Растительные смолы

РР,- UDP-Glc?огвн

Глит

? Лактоза (в молоке)

Целлюлоза

Сахарозо-Р *- Сахароза —* Инулин ('полифруктоза),

бактериальные декстраны

? Крахмал

? О - антигены

Бактериальные пептидоеликаны Хитин, гиалуроновая кислота

\

Man 1-Р

lUDP-GalNAc —*? Хондроитин, пектин

CMP-NeurNAc

? Кол ом и новая кислота (poiyHeurHAc)

GDP-L-FUC GDP-Man —

из Е coli ,сиаловые кислоты, мукопрашидЫ,

гликолипиды

? Вещества групп крови Маннаны

GDV-I^Scm- Альгиновая кислота

I

г;ПР- Гилуроновая

Альгиновая кислота (минорный компонент')

4РИС. 12-1. Основные пути взаимопревращений моносахаридов и полимеризации активированных глнкозильных остатков.

жозы и выводится с мочой. К сожалению, это не единственное проявление болезни. Спустя несколько дней или недель после рождения у ребенка с указанным наследственным дефектом отмечаются тяжелые расстройства со стороны желудочно-кишечного тракта и вследствие поражения печени может быстро наступить смерть. У выживших больных ?формируются катаракты (помутнение хрусталика) и происходит задержка умственного развития. Предполагается, что токсическое влияние на печень, железы и мозг оказывает галактозо-1-фосфат [1]; с другой стороны, восстановление галактозы в соответствующий спирт может инициировать образование катаракты [2]. К счастью, своевременное распознавание болезни и быстрый перевод таких новорожденных на диету, не содержащую галактозы, позволяет предотвратить тяжелые патологические сдвиги. Спасение этих больных составляет крупный успех биохимии питания .

У некоторых больных галактоземией отсутствует галактокиназа, но яаще встречается дефицит галактозо-1-фосфат—уридилтрансферазы. Этот фермент превращает галактозо-1-фосфат и UDP-глюкозу в глюко-зо-1-фосфат и UDP-галактозу [уравнение (12-1)]. Далее происходит

Gal-^Gall-P Gkl-P

Галактокиназа f

UDP-Glc UDP-Gal

V ' A<-эпимераза Последующие обменные превращения(l2-l)

изомеризация UDP-галактозы в присутствии специфической NAD+-3aBH-симой 4-эпимеразы [уравне