у превращению в глутамат н а-кетоглутарат. Начальной стадией служит отщепление гуанидиниевой группы с образованием орнитина. Это может осуществляться действием аргиназы с образованием мочевины (рис. 14-4). Другой, аргииин? дигидролазиый путь инициируется особой гидролазой, расщепляющей аргинин на цитруллин и аммиак. Затем в результате фосфоролиза цитруллина образуется карбамоилфосфат. Расщепление последнего с образованием СО2 и аммиака [катализируемое карбаматкиназой; уравнение (14-16)] может быть использовано для образования АТР у микроорганизмов, живущих на аргинине.

Расщепление L-аргинина Streptomyces grlseus начинается реакцией, катализируемой гидроксилазой, осуществляющей окислительное декарб-оксилирование аминокислоты и ее превращение в амид [уравнение

н

(14-25)].

(14-25)

со..

Эта реакция в точности аналогична той, которая катализируется ли-зиноксигеназой [уравнение (10-49)]. В случае аргинина продуктом реакции является *у-гуанидинбутирамид. Дальнейший его распад происходит путем гидролиза амидной группы и отщепления гуанидиниевой группы с образованием мочевины и у-аминобутирата. В клетках Pseu-domonas putida расщепление аргинина начинается дезаминированием в соответствующую а-кетокислоту с последующим окислительным декарб-оксилированием, которое осуществляет тиаминдифосфатзависимый фермент; продуктом реакции является у-гуанидинобутиральдегид. Дегидрирование и гидролиз и в этом случае приводят к образованию у-аминобутирата [44].

Г. Соединения, образующиеся из аспартата

С аспартата, молекула которого построена из четырех атомов углерода, начинаются пути. синтеза пиримидинов и ряда аминокислот — лизина, метиоаина, нзолейцина и аспарагниа. Соответствующие мета

СО.

Алании

•о

?

0

N-карбамоиласпартат

"ООС

H..+N

уд- Аспартилфосфат

Н

?н »

Полуальдегид аспараги-новой кислоты

в ?

"ООС

"H3+N

CHJOH

В О

Гомосерин

?юООС

H,+N >Н " ^

Н ОН

СН

1 >и

"ООС

H,N' 'Н Треонин

.СН,

!эООС

СН,

О

ОГ- Кет о бутират

( рис 14-Ю)

I I I

Изолейцин

Цистатионин \

ргэлиминирование \

Пируват \

+ NH4+ F

н^Ч CH*SH \

Гомоцистеин *

| [уравнение {U-SS)]JМетионин ?'"

РИС. 14-6. Некоторые реакции биосинтеза аспарагиновой кислоты; знаком «минус» в кружочке обозначено ингибирование, знаком «минус» в квадрате — репрессия (по типу

обратной связи).

болические пути суммированы на рис. 14-6. Обратите внимание на

несколько имеющихся мест ветвления. Аспартат может быть непосредственно превращен в аспарагин, в карбамоиласпартат (предшественник

пиримидинов), р-аспартилфосфат или полуальдегид аспарагиновой кислоты. Последний в реакциях одного пути может быть превращен в

лизин, а в реакции другого — в гомосерин. Гомосерин может превратиться либо в гомоцистеин и метионин, либо в треонин. Хотя треонин

является одним из конечных продуктов и непосредственно входит в

состав белков, он может далее превратиться в а-кетобутират, являющийся предшественником изолейцина. • v * i

Большую часть химических стадий мы уже рассматривали. Восстановление аспартата через р-аспартилфосфат проходит стандартным образом. Превращение в метионин может идти двумя путями. У Е. coli томосерин сукцинилируется за счет сукцинил-СоА. у-Сукцинильная труппа далее замещается на молекулу цистеина в результате PLP-за-висимой реакции у-замещения (рис. 14-6). Продукт этой реакции циста-тионин [уравнение (8-22)] подвергается ^-элиминированию с образованием гомоцистеина. С другой стороны, у нейроспоры происходит более прямое у-замещение гидроксильной группы гомоцистеина на сульфид-ион. Метилирование гомоцистеина с превращением его в метионин было рассмотрено ранее [уравнение (8-45)], так же как и превращение гомосерина в треонин под действием PLP-зависимой трео-иинсинтетазы (гл. 8, разд. Д, 3,г). Стандартное PLP-зависимое |3-эли-минирование превращает треонин в а-кетобутират, предшественник нзолейцина (рис. 14-10).

Образование аспарагина происходит аналогично образованию глутамина. Однако аспарагинсинтетаза Е. coli [45] расщепляет АТР на AMP и РР\ без образования ADP. Считают, что по ходу процесса образуется (З-аспартиладенилат. У высших животных донором аммиака для синтеза аспарагина служит глутамин, но может быть использован

и непосредственно NH4 [46].

L-аспарагиназа, бактериальный гидролизующий фермент, оказалась эффективным лекарственным препаратом при лейкемии; при инъици-ровании в кровь она снижает поступление в опухолевые клетки экзогенного аспарагина, необходимого для их быстрого роста [47]. Однако под действием этого фермента поражаются также ткани с низкой активностью аспарагинсинтетазы, что ограничивает клиническое использование аспарагиназы.

1. Регуляция реакций биосинтеза из аспартата

У Е. coli имеются три аспартаткиназы, катализирующие превращение аспартата в fS-аспартилфосфат. Эти три фермента катализируют «одну и ту же реакцию, но сильно различаются по своим регуляторным «свойствам, как это показано на рис. 14-6. Каждый фермент