БІОХІМІЯ - Підручник - Остапченко Л. І. - 2012

Розділ 6. ОБМІН І ФУНКЦІЇ АМІНОКИСЛОТ. БІОСИНТЕЗ БІЛКА

6.9. Азотовмісні сполуки — похідні амінокислот

6.9.2.Азотовмісні сполуки — похідні гістидину

Амінокислота гістидин у різних тканинах піддається дії різних ферментів і включається у два різні метаболічні шляхи:

• катаболізм до кінцевих продуктів;

• синтез гістаміну.

У печінці та шкірі гістидин піддається дезамінуванню під дією ферменту гістидази з утворенням уроканінової кислоти (рис. 6.31). Кінцевим продуктом метаболізму гістидину є глутамат, NH3 та похідні Н4-фолату (N5-форміміно- Н4-фолат і N -форміл- Н4-фолат). Спадковий дефект гістидази викликає накопичення гістидину й розвиток гістидинемії, яка проявляється затримкою розумового та фізичного розвитку дітей. Спадковий дефект уроканінази в печінці може викликати уроканінемію, унаслідок якої в крові підвищується рівень уроканату. Симптоми цього паталогічного стану за багатьма ознаками аналогічні симптомам інших ензимопатій і проявляються гальмуванням розумового та фізичного розвитку.

image312

Рис. 6.31. Схема обміну гістидину в різних тканинах

Ферменти гістидаза й уроканіназа є гепатоспецифічними, тому їхнє визначення використовують у клініці для діагностики уражень печінки.

Гістамін утворюється шляхом декарбоксилювання гістидину в тучних клітинах сполучної тканини:

image313

Гістамін утворює комплекси з білками і зберігається в секреторних гранулах тучних клітин. Секретується в кров унаслідок пошкодження тканини (удар, опік, вплив ендо- та екзогенних речовин), розвитку імунних і алергічних реакцій. Гістамін виконує в організмі людини наступні функції:

• стимулює секрецію шлункового соку, слини (тобто відіграє роль гормону травлення);

• підвищує проникність капілярів, викликає набряки, знижує артеріальний тиск (але підвищує внутрішньочерепний тиск, викликає головний біль);

• скорочує гладенькі м'язи легень, викликає задуху;

• бере участь у формуванні запальних реакцій - викликає розширення судин, почервоніння шкіри, набряк тканин;

• викликає алергічну реакцію;

• виконує роль нейромедіатора;

• є медіатором болю.

У м'язах і головному мозку синтезуються гістидинові дипептиди карнозин і анзерин, причому у скелетних м'язах їхній вміст особливо великий і досягає 100-200 мг/100 г тканини. Карнозин був відкритий російським біохіміком В.С. Гулевичем у 1900 р., анзерин - дещо пізніше.

Карнозин утворюється з β-аланіну й гістидину під дією карнозинсинтетази:

image314

Далі в присутності SAM відбувається реакція метилювання карнозину під дією ферменту N-метилтрансферази й утворюється анзерин. Необхідний для синтезу β-аланін утворюється під час катаболізму піримідинових нуклеотидів.

Карнозин може надходити з м'язів у кров і поглинатися нирками та ентероцитами. У крові й нирках людини присутній Zn-залежний фермент карнозиназа, здатний гідролізувати карнозин до β-аланіну й гістидину.

Фізіологічна дія гістидинових дипептидів вивчалася російським біохіміком С.Е. Сєвєріним у 60-х роках і продовжує досліджуватися до нашого часу багатьма вченими. Карнозин збільшує амплітуду скорочення скелетних м'язів і активує роботу іонних насосів м'язових клітин, стимулює АТФазну активність міозину. Вміст гістидинових пептидів у гладенькій і серцевій мускулатурі в багато разів нижчий, ніж у скелетній. Вони становлять до 40 % буферної ємності швидких м'язів і дозволяють накопичувати багато лактату, надлишок якого за відсутності гістидинових пептидів приводить до ацидозу й контрактури. Карнозин і анзерин мають антиоксидантну активність, інгібують NO-залежну гуані- латциклазу, сповільнюють процеси старіння людини, впливаючи на швидкість апоптозу.