х [63&].

Д. Алании и аминокислоты с разветвленной цепыа

Как показано на рис. 14-10, пируват является исходным соединением для образования как L-, так и D-аланина, а также для образования

аминокислот е разветвленной цепью —валина» лейцина и изолейцина.

ъШия ъеакций уже обсуждалась в разделах, указанных й»

рис, 14-10. У нейроспоры изолейцин и валин синтезируются в митохондриях. Имеются данные, свидетельствующие о том, что пять ферментов, действующих в виде единого комплекса, осуществляют синтез валина из пирувата и синтез изолейцина из пирувата и треонина [64]. Еще одна последовательность реакций [65], показанная на этом рисунке, ведет к образованию пантоевой кислоты, пантетеина и кофермента А. В организме животных начальные реакции этой последовательности не происходят, чем и объясняется наша потребность в пантотеновой кислоте как в витамине. Алании также служит одним из предшественников1 витамина биотина на стадии конденсации аланина с семиуглеродным остатком дикарбоновой кислоты, входящей в состав пимелоил-СоА; реакция протекает аналогично реакции, описываемой уравнением (8-20) [65а, Ь].

СОО

Валин

н.

н3с—Н2С

Н3С^Н Изолейцин

н3с. н н нас сн2

Лейцин

сооПереаминироаание (акцептор— ct-кетоглугпарат )

1

Н3С^

Ус соо нас н

' -2Н

н

НзС—Н2С

У с соо

н3с

H3CVH

н3с'

сооCoA-SH

Окислительное декарбонсилирование

^-С ^S—СоА

н.,с н

Неполное fi-окисление

Н3С НгС^ X,С S—СоА

Н3С Н

нзс\ Н |

N. ^ N.

Н3С» СН, S—СоА

Неполное ^-окисление

н3с^ хс.

/С S—СоА

НО—Н2С Н

Н3С^ ||

н3с-" ЧС^ СоА

н

н3с^ ^соо-но—н2с^ н

3-оксиизобутират

Завершение fi-окисления

со,

HjC,

оос—н,с

биотин

АТР

о

II

X..

н

HjO

СоА

н

со5«-^

Н3С. ^.СОО °=СН

CHJCHJCHO

J-2H

Пропионат

Н3С.

1 _ _ ? /С=о

Распад\ как показано рарас 9-6 ООС Н,С

Аиетоацетат

АТР CoA-SH

Ацстоацетил-'СоА -—* АЦЕТИЛ~СОА РИС. 14-11: Катаболизм валина, лейцииа и изолейцина.

i 16 Глава 14

1. Катаболизм

Распад аминокислот чаще всего начинается с переаминирования в соответствующую а-кетокислоту, которая подвергается далее окислительному декарбоксилированию (последовательность реакций 7В, рис. 8-19). Именно так обстоит дело в организме животных с аланином, валином, лейцином и изолейцином. Алании непосредственно дает пируват и ацетил-СоА, другие же аминокислоты дают ацил-СоА-произ-водные, расщепление которых осуществляется по пути р-окисления (рис. 14-11). При этом наблюдаются некоторые отклонения от стандартной последовательности стадий ^-окисления, характерной для жирных кислот (рис. 9-1); например, в случае валина эта последовательность реакций соблюдается лишь до стадии присоединения воды с образованием р-оксипроизводного. Последнее превращается в свободный 3-оксиизобутират, дальнейшим окислением которого в полуальдегид метилмалоновой кислоты процесс р-окисления завершается. Полуальдегид метилмалоновой кислоты декарбоксилируется и превращается в пропионат [66], переходящий далее в пропионил-СоА, который карбок-силируется, превращаясь в S-метилмалонил-СоА. Дальнейший путь метаболизма показан на рис. 9-6.

При распаде изолейцина р-окисление идет до конца обычным образом с образованием ацетил-СоА и пропионил-СоА. Однако в ходе катаболизма лейцина после дегидрирования, которым начинается р-окис-ление, происходит присоединение двуокиси углерода, осуществляемое биотинилферментом (гл. 8, разд. В). Двойная связь, сопряженная с карбонилом тиоэфира, придает этому карбоксилированию сходство со стандартной реакцией р-карбоксилирования. Зачем понадобился этот лишний СОг? Метильная группа в ^-положении блокирует полное р-окисление, но при этом остается возможным альдольное расщепление, приводящее к образованию ацетил-СоА и ацетона. Дальнейший метаболизм ацетона сопряжен с определенными трудностями. В случае присоединения СОг продуктом оказывается ацетоацетат, катаболизм которого легко доводится до конца через его превращения в ацетил-СоА.

Дополнение 14-Б

Болезнь «кленового сиропа» и «рвотная» болезнь жителей Ямайки

Описано свыше 50 случаев редкого аутосомно-рецессив-ного нарушения (открытого в 1954 г.), при котором моча больного и выдыхаемый им воздух имеют запах кленового сиропа3. В моче обнаруживаются высокие концентрации сЕ-кетокислот с разветвленной цепью, образующихся при пе-реаминировании валина, лейцина и изолейцина. Характерный запах бывает обусловлен продуктами распада этих кислот. Биохимический дефект кроется в ферменте, катализирующем окислительное декарбоксилирование кетокислот, как указано на рис. 14-11.

Болезнь «кленового сиропа» (поражающая одного человека из "-'200 000) без соответствующего лечения 'приводит к смерти в., раннем детстве. Больные могут выжить при соблю

Ш Глава ::14ю

что изолейцин является одновременно кетогенной и глюкогенной аминокислотой, о чем было известно задолго до полного выяснения путей его катаболизма.

Е. Серии и глицин

Серии образуется из 3-