Аминокислоты могут давать энергию

Поскольку в организме присутствует 21 протеиногенная и еще больше непротеиногенных аминокислот, которые отличаются друг от друга строением бокового радикала, то существует аналогичное количество специфических путей для их катаболизма. Но, тем не менее, все эти пути сливаются и сходятся к шести продуктам, которые вступают в ЦТК и здесь метаболизируются с выделением определённых веществ либо энергии.

Из общего количества энергии, образующейся в организме, на долю аминокислот приходится около 10%.

Рис. 30. Пути превращений аминокислот по боковой цепи

При определенных условиях углеродный скелет аминокислот не распадается, а участвует в синтезе углеводов (глюкогенные аминокислоты) и липидов (кетогенные аминокислоты).

К глюкогеннымотносятся аминокислоты (их большинство), при метаболизме которых образуются пируват и метаболиты ЦТК, например, оксалоацетат или α-кетоглутарат.

Строго кетогеннымиявляются лизин и лейцин, при их окислении образуется исключительно ацетил-S-КоА. Он принимает участие в синтезе кетоновых тел, жирных кислот и холестерола.

Также выделяют небольшую группу смешанныхаминокислот, из них образуется пируват, метаболиты ЦТК и ацетил-S-КоА (фенилаланин, тирозин, изолейцин, триптофан).

Пути использования аспартата и глутамата

В организме аспартат и глутамат используются всеми клетками для синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований. Амидные производные этих аминокислот являются транспортными формами аммиака из тканей в почки и печень. Кроме этого, глутамат входит в состав глутатиона – вещества, выполняющего две различные функции – перенос аминокислот через мембрану и ключевое звено в антиоксидантной системе клетки. Также глутамат и его производное γ-аминомасляная кислота являются медиаторами в ЦНС.

Пути использования глутамата

Пути использования аспартата

Рис. 31. Пути использования аспартата и глутамата

Серин и глицин превращаются друг в друга

Роль реакции превращения серина в глицин состоит в образовании активной формы тетрагидрофолиевой кислоты – N⁵,N¹⁰-метилен-ТГФК.

Реакция взаимопревращения глицина и серина

Одновременно данная реакция является первой на пути катаболизма серина. Несмотря на простоту строения, глицин и серин являются весьма востребованными аминокислотами в клетках. Благодаря взаимопревращению перечень возможных путей метаболизма этих аминокислот еще больше расширяется.

Пути использования серина и глицина

Обмен метионина

Образованный в реакции распада серина до глицина N^5-10-метилен-ТГФК при участии фермента метилен-ТГФК-редуктазы превращается в N⁵-метил-ТГФК. Ее метильный остаток участвует в реакции реметилирования гомоцистеина в метионин(фермент метионин-синтаза). В этой реакции, кроме метил-ТГФК, источником метильной группы может быть вещество бетаин (триметилглицин – производное холина (витамина В₄) и витамин U (диметилгомоцистеин или метилметионин).

Строение аденозилметионина

Метионин впоследствии присоединяет аденозильный остаток и превращается в активную форму метионина – S-аденозилметионин, участвующий во многих реакциях метилирования, в частности, при синтезе креатина, карнитина, фосфатидилхолина, адреналина. В результате перемещения метильной группы и отщепления аденозина остается гомоцистеин, имеющий два пути метаболизма:

Первый путь превращений гомоцистеина – реметилирование до метионина и вновь участие в реакциях метилирования и синтезе веществ.

Второй путь – взаимодействие с серином при участии цистатионин β-синтазы, превращение в цистатионин с последующим распадом в цистеин и гомосерин.