Обмен гистидина, глутамина, аспарагина, пролина
Общая схема метаболизма глутамата и глутамина:
ЦТК аКГК аКетоглутарамат
 |  | ||
а-амино NH3 карбомаил кетокислоты
бутират фосфат
аминокислоты
N-ацетил
глутамат Глутамат Глутамин транспорт N2
ГАМК цис о-про карбомаил
ГОМК фосфат
гамма-глу-амино фенилацетил
гамма-глу-цис гли кислота глутамин
 |
гамма-глу-цис-гли аминокислота
 |  | ||
синтез из ГИС ПРОЛИН
Глутаминовая кислота – сильное антитоксическое и антиоксидантное средство. Является центральным компонентом аминокислотного обмена, так как обеспечивает интеграцию белкового обмена с энергетическим (углеводным и липидным). Это осуществляется благодаря реакциям прямого и непрямого дезаминирования:
ЦТК
ЩУК аминокислота аКГК NH3 мочевина
АСП кетокислоты ГЛУ
кетоновые тела
фумарат глюкоза
мочевина
Глутамин играет роль антитоксического фактора. Это связано с тем, что при поступлении в клетку большого количества патологического материала, изменяется соотношение НАД и НАД*Н2, начинается конкуренция между субстратами за обладание НАД, в то время как концентрация НАД*Н2, возникает угроза энергетического голода тканей и дыхательная цепь переключается на ФАД-зависимое окисление именно благодаря глутамину, которая идёт на синтез эндогенного сукцинил-КоА.
ГЛУ ГАМК янтарный полуальдегид сукцинилКоА ФАД-зависимый
COOH вход ДЦ
|
HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH CH2
| - CO2 |
NH2 CH2
ГЛУ |
CH2 – NH2
ГАМК
аКГК ГЛУ COOH COOH COOH
. | HSKoA | |
CH2 CH2 CH2 ФАД (ДЦ)
| | |
CH2 CH2 CH2
| | |
H – C = O O = C – SKoA COOH
Янтарный полуальдегид сукцинилКоА сукцинат
Глутаминовая кислота является одним из немногих соединений в дополнение к глюкозе, которые служат энергетическим материалом для мозга (глутамин составляет 25% пула аминокислот мозга), поэтому в тканях мозга высока активность глутаматдекарбоксилазы:
HOOC – CH2 HOOC COOH COOH
| | | |
CH2 а-декарбоксили (CH2) аКГК ГЛУ CH2 CH2
| рование | | | ДЦ
CH – NH2 CH2 CH CH2
| | | | НАД*Н2
COOH NH2 O = C – H COOH
Глутамин ГАМК янтарный полуальдегид
НАД
COOH
|
CH2
|
CH2
|
ГОМК CH2OH
ГАМК и ГОМК – медиаторы торможения. Они оказывают тормозной эффект на синаптическую передачу. В общих реакциях (декарбоксилирование глутамина и трансаминирование ГАМК принимает участие ПФ, поэтому судороги, наблюдаемые при гиповитаминозе В6, связаны со снижением образования ГАМК в глутаматкарбоксилазной реакции.
Антиоксидантная активность глутамина заключается в том, что она входит в состав глутатиона. Поэтому при отравлении тяжёлыми металлами принимают глутамин во внутрь. Но ввиду слабой усвояемости чистого глутамина, его используют в качестве лекарственного препарата в виде солей (калиевой соли глутамина). Глутамин имеет вкус куриного бульона.
Метаболизм аспарагина.
Синтез аспарагина осуществляется реакцией трансаминирования:
COOH COOH COOH COOH
| | | |
CH2 (CH2) АсАТ CH2 (CH2)
| + | | + |
C = O CH – NH2 CH – NH2 C = O
| | | |
COOH COOH COOH COOH
ЩУК глутамин аспарагин аКГК
Аспартат утилизируется:
1. В ГНГ (глюкогенная аминокислота)
2. Синтез мочевины
3. Синтез пуринов и пиримидинов
4. Образование в-аланина или а-аланина
COOH CH3 – CH – COOH
| | COOH анзерин
CH2 NH2 |
| CH2
CH – NH2 - CO2 | карнозин
| CH2 – NH2
COOH в-аланин
В-аланин входит в состав пантогеновой кислоты, идущей на синтез HS-KoA. Опухолевые ткани не способны воспроизводить аспарагин, поэтому введение аспарагиназы приводит к торможению роста опухоли.
5. Трансаминирование аспарагина даёт ЩУК
ЩУК сукцинат, который наполняет эндогенный пул янтарной кислоты.
6. Синтез аспарагина. Нужно отметить, что глицин и аспарагин в тканях подвергаются сочетанному трансаминированию и дезаминированию:
O O HOOC – C = O
|| || R |
R – C – COOH + HOOC – CH – CH2 – C | + CH2
Кетокислота | | CH – NH2 |
NH2 NH2 | C = O
Аспсрагин COOH |
Аминокислота NH2
а-кетосукцинамовая
кислота
NH2 COOH
| |
C = O CH2
| + HOH | + NH3
CH2 C = O
| СО-оксидаза |
C = O COOH
| ЩУК
COOH
а-кетосукцинамовая кислота
То же самое возможно и с глицином, при этом образуется а-кетоглутарамовая кислота.
7. Аспартат является нейротрансмиттером ЦНС (в виде препарата натриевой соли аспартата применяется для лечения заболеваний сердца).
Метаболизм гистидина.
Известны 3 пути метаболизма гистидина:
1.
N N
CH2 – CH – COOH CH2 – CH2 – NH2
| - CO2
NH NH2 NH гистамин
O
N + HOH N //
CH2 – CH2 – NH2 NH3 + CH2 – C + H2O2
NH диаминооксидаза NH \
альдегид гистидина H
2.
N
CH2 – CH – COOH + H2N – CH2 – CH2 – COOH
NH | в-аланин - НОН
гистидин NH2
N N
CH2 – CH – COOH CH2 – CH – COOH
| |
NH NH N NH
| | |
H2N – CH2 – CH2 – C = O CH3 CO
карнозин |
анзерин (CH2)2 – NH2 Внутреннее дезаминирование:
3. 
N гистидинаммиаклиаза N
CH2 – CH – COOH CH = CH – COOH
NH | - NH3 NH
NH2
имидазолилпропионат ГЛУ
Метаболизм пролина.
Пролин синтезируется из глутамата:
O
НАДФ*Н2 НАДФ //
HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH HOOC – CH2 – (CH2) – C
- НОН гамма-полуальдегид \
H
глутаматдегидрогеназа
COOH O = COOH
- НОН NH пролиноксидаза NH
пролин 5-оксопролин
оксипролиназа COOH COOH
O = COOH | | GSH
NH CH2 – CH2 – CH – NH2
5-оксопролин АТФ АДФ+Фн глутамат