Биохимия аминокислот - А. Майстер 1961

Общая биохимия и физиология аминокислотного обмена
Обмен углеродных цепей аминокислот

При дезаминировании многих аминокислот из них образуются соответствующие а-кетокислоты, которые могут вновь подвергаться реаминированию и включению в Белки или же вступать на путь распада, приводящий в конечном итоге к образованию углекислоты и воды. В процессе обмена некоторых аминокислот, например гистидина, триптофана и метионина, дезаминированию предшествуют изменения углеродного остова, но и эти Аминокислоты в конечном итоге окисляются до тех же продуктов, какие образуются при окислении жиров и углеводов.

В определенных экспериментальных условиях удается показать. что в результате обмена некоторых аминокислот образуются Углеводы, тогда как углеродные остовы других аминокислот превращаются в ацетоуксусную, уксусную или ß-окси-масляную кислоты. Эти наблюдения легли в основу деления аминокислот на две группы: к первой относят аминокислоты, обладающие гликогенетическими свойствами, ко второй — аминокислоты, обладающие кетогенными свойствами. Повышенное образование «избыточной» глюкозы, гликогена или кетоновых тел после скармливания аминокислот наблюдалось в опытах на животных с диабетом, а также животных, получающих флоридзин или голодающих.

При дезаминировании аспарагиновой кислоты, аланина и глутаминовой кислоты образуются а-кетокислоты, принадлежащие к числу промежуточных продуктов обмена углеводов. Введение per os этих аминокислот, а также валина [97, 98], серина [99, 100], глицина [99, 101], треонина [102], аргинина [10З, 104], гистидина [104—106] и изолейцина [104, 107] вызывает у голодающих животных увеличение содержания гликогена в печени. В определенных условиях Пролин [104], Цистеин [104] и Метионин: [108] также могут вызывать добавочное образование углеводов, тогда как в результате обмена тирозина (стр. 417), фенилаланина (стр. 425) и лейцина (стр. 359) образуются Кетоновые тела. Недостаток этих экспериментальных приемов состоит в том, что получаемые результаты касаются обмена аминокислот в нефизиологических условиях; не удивительно, что некоторые аминокислоты проявляют при одних условиях гликогенетическое действие, а при других — кетогенное. Для изучения превращения аминокислот в процессах обмена веществ наиболее удобно вводить изотопную метку в углеродный остов аминокислоты и затем выяснить судьбу меченого углерода путем исследования продуктов обмена. Работы этого рода, относящиеся к отдельным аминокислотам, подробно рассмотрены в гл. IV.

Превращением аминокислот в углеводы можно объяснить, по крайней мере частично, явления гликонеогенеза, которые при определенных условиях сопровождаются увеличением количества азота, выводимого с мочой. Возможен и обратный процесс, по крайней мере в отношении синтеза некоторых из аминокислот. Отмечено, что у животных, находящихся в состоянии отрицательного баланса азота, кормление углеводами приводит к уменьшению экскреции азота. Некоторые продукты обмена углеводов, например пировиноградная, а-кетоглутаровая и щавелевоуксусная кислоты, служат материалом для синтеза аминокислот. В условиях, когда для синтеза «заменимых» аминокислот используются преимущественно углеводы, а не поступающие с пищей «незаменимые» аминокислоты, можно ожидать более эффективного использования аминокислот для синтеза белка. Эта точка зрения находится в согласии с результатами исследований, показавших наличие «сберегающего» влияния углеводов на Белковый обмен.

Миллер и его сотрудники [109] предложили другую трактовку «сберегающего» влияния углеводов на белки. Пользуясь методом перфузии изолированной печени крысы, эти авторы нашли, что глюкоза и фруктоза уменьшают экзогенное образование мочевины из белков крови и печени, тогда как лактат, Пируват и а-кетоглутарат не проявляют сберегающего действия по отношению к азоту добавленной полной смеси аминокислот. Миллер с сотрудниками предполагают, что сбережению азота способствует уменьшение отношения окисленной формы дифосфопиридиннуклеотида к восстановленной форме. Все реакции, снижающие это отношение (в результате увеличения количества восстановленной формы кофермента), должны подавлять катализируемое глутаматдегидрогеназой Образование аммиака и тем самым, как можно предполагать, уменьшать количество образуемой мочевины. Можно ожидать, что количество восстановленного кофермента будет повышаться В результате распада глюкозы и жирных кислот. Однако следует учитывать, что отношение окисленной формы дифосфопиридиннуклеотида к восстановленной зависит от множества реакций обмена. Отмечено, что величина этого отношения изменяется в различных условиях, однако данные по этому вопросу весьма противоречивы; так, по сообщениям одних авторов, содержание этих нуклеотидов в тканях при голодании повышается, по сообщениям других — понижается или же остается на неизменном уровне (см. [699]).