считается

основным у млекопитающих) [52], е-аминогруппа в результате реакции

конденсации и восстановления присоединяется к а-кетоглутарату, образуя сахаропин. В последнем окисляется связь по другую сторону от

мостикового атома азота, давая в качестве продуктов глутаминовую

кислоту и полуальдегид а-аминоадипината. Суммарное уравнение процесса совпадает с уравнением прямого переаминирования и, по сути

деда, представляет собой идущий в обратном направлении аминоадипинатный путь биосинтеза* - • v

Кротонал.-СоА

Завершение

&-окисления и тиолиз

• 2 Ацетил- СоА

РИС. 14-8. Катаболизм лизина.

Первоначально считали, что путь В занимает важное место в метаболизме млекопитающих, но, как оказалось, он может быть использован только для расщепления D-лизина. Этот путь, установленный для Pseudomonas putida [53], тоже представляет собой переаминирование, проходящее через последовательные этапы восстановления и окисления. На этот раз процесс носит внутримолекулярный характер: выступающая в роли окислителя карбонильная группа образуется путем пе-реаминирования а-аминогруппы лизина. На пути Г, который, по-видимому, используется в дрожжах [54], ацетилирование е-аминогруппы, предшествующее переаминированию, позволяет избежать образования промежуточных циклических соединений. Далее а-кетогруппа эффективно блокируется путем восстановления в спирт, затем отщепляется ацетильная группа, блокировавшая е-аминогруппы, и этот конец молекулы прямым путем окисляется с образованием карбоксильной группы.

**J0 "Глава- -14 /»ии- •

На этой стадии гидроксил, введенный в положение 2, по-видимому», окисляется обратно в карбонил, в результате чего снова образуется а-кетоадипинат. (Однако еще не совсем ясно, в какой именно точке-путь Г сливается с другими путями.)

Некоторые бактерии, и в частности Pseudomonas putida [53], разлагают молекулу L-лизина с помощью оксигеназы [уравнение (10-49)], превращая ее в б-аминовалерамид:

о

Продукт гидролизуется и окисляется в глутарил-СоА, включаясь таким образом в метаболические пути, показанные на рис. 14-8. Примечательный и совершенно иной подход к разрушению лизина обнаружен у бактерии рода Clostridium [55], которые получают энергию путем брожения, описываемого уравнением (14-27).

L-Лизин + 2 Н20 * Бутират- + Ацетат- + 2 NHj- (14-27)»

Реакция сопряжена с образованием одной молекулы АТР из ADP и Pi. Процесс развивается двумя путями. В первом из них лизин под,

Hs+N л л СОСГ

L - зри/про-3,5- диаииногексановая ки ело та

Н NH3+

действием зависимой от пиридоксальфосфата Ь-лизин-2,3-аминомутазы: [56] [уравнение (14-28), стадия а] превращается в (3-лизин (3,6-диами-ногексаноат). Последний изомеризуется далее [уравнение (14-28), стадия б] под действием р-лизинмутазы, кофакторами которой являются одновременно витамин В12 и PLP [57]. Последующее окислительное-дезаминирование, приводящее к образованию 3-кетосоединения [уравнение (14-28), стадия в], делает возможным разрыв цепи. Читатель, сможет сам легко наметить возможные дальнейшие реакции разрыва цепи, синтеза АТР и элиминирования аммиака [58] с учетом сбалансированности окислительно-восстановительных звеньев. Существует и другой путь, начинающийся с действия рацемазы [уравнение (14-28), стадия г] и изомеризации образующегося D-лизина другим В[2- и PLP-зависимым ферментом [уравнение (14-28), стадия д]. Далее, очевидно,, происходит окислительное дезаминирование. Что же касается механизма разрыва цепи, то в этом вопросе ясности нет. Известно лишь,, что он происходит между атомами С-4 и С-5, как указано штрихами в уравнении 14-28.

Чем можно объяснить наличие столь многих путей распада лизина?-Ответ, вероятно, заключается в той легкости, с какой происходит самопроизвольное замыкание промежуточных соединений в циклы, как это* наблюдается на пипеколинатном пути (рис. 14-8, путь В). Такие соединения могут оказаться слишком устойчивыми для эффективного осуществления метаболизма, что и привело к появлению обходных путей.. В случае процесса брожения накладываются дополнительные ограничения, связанные с необходимостью обеспечения сбалансированности окислительно-восстановительных процессов, понижающих свободную-энергию.

4. Метаболизм метионина

Метионин включается в белки и как таковой, и .в виде N-формилме-тионина в качестве N-концевого остатка бактериальных белков (рис. 14-9, стадии а и б). Как в клетках животных, так и в клетках растений 'метионин может подвергаться переаминированию в соответствую-щую-кетокислоту (стадия в), но в количественном отношении эта реакция едва ли имеет важное значение. Главный путь превращения метионина связан с его превращением в S-аденозилметионин (SAM, рис. 14-9, стадия г). Эта реакция уже обсуждалась (гл. 11, разд. Б, 2); была рассмотрена (гл. 7, разд. В, 2) и функция SAM в процессе трансметилирования (стадия д). Продукт трансметцлирования S-аденозилгомоцис--теин превращается в гомоцистеин путем необычной гидролитической реакции отщепления аденозина (стадия е)1}. Гомо