Cтраница 4
Установлено, что от цитозольного НАЯН Н восстановленные эквиваленты сначала при участии фермента малатдегидрогеназы ( рис. 10.11) переносятся на цитозольный Оксалоацетат. В результате образуется малат, который с помощью системы, транспортирующей дикарбоновые кислоты, проходит через внутреннюю мембрану митохондрии в матрикс. Здесь малат окисляется в Оксалоацетат, а матриксный НАД восстанавливается в НАДН Н, который может теперь передавать свои электроны в цепь дыхательных ферментов, локализованную на внутренней мембране митохондрии. В свою очередь образовавшийся Оксалоацетат в присутствии глутамата и фермента АсАТ вступает в реакцию трансаминирования. Образующиеся аспарат и а-кетоглутарат с помощью специальных транспортных систем способны проходить через мембрану митохондрий. [46]
Под трансаминированием ( переаминиро-ванием) подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы от аминокислоты на а-кетокислоту без промежуточного образования аммиака. По меньшей мере 11 аминокислот способны вступать в реакции трансаминирования. Основными кетокислотами, принимающими участие в трансаминировании, являются пируват, ЩУК и а-кетоглутарат. Трансаминирование катализируют ферменты аминотрансферазы ( трансаминазы), которые содержатся в цитозоле и митохондриях клеток. В процессе катализа пиридоксальфосфат обратимо связывает аминогруппу, превращаясь в пиридоксаминфосфат. Схема реакции трансаминирования между глутаминовой кислотой и пируватом ( фермент - глутамат-пируват-аминотрансфераза или аланинаминотрансфераза, АлАТ): глутамат пируват - а-кетоглутарат аланин. [47]
Для накопления этой аминокислоты важным условием является полное или частичное подавление активности а-кетоглутаратдегидрогеназы. Образование продукта увеличивается при добавлении fi - лактамных антибиотиков ( пенициллина, цефалоспорина С), поверхностно-активных веществ и жирных кислот. Влияние двух последних агентов обусловлено увеличением проницаемости клеточных мембран для глутамата, которая зависит от внутриклеточной концентрации жирных кислот и липидов. Путем изменения условий среды процесс ферментации, в ходе которого образуется L-глутамат, может быть переключен на синтез L-глутамина или L-пролина. При высокой концентрации биотина и ионов аммония создаются благоприятные условия для образования L-пролина, а при больших концентрациях аммония и ионов цинка в слабо кислой среде усиливается синтез L-глутамина. DL-аланин, видимо, образуется в реакции трансаминирования при участии пирувата; затем он подвергается рацемизации ферментом аланинрацемазой. [48]
В процессе кратковременного фотосинтеза С14 из углекислого газа включается в несколько аминокислот: глицин, серии, аланин и аспартат. При несколько более длительном фотосинтезе радиоактивный углерод обнаруживается еще в одной аминокислоте. Однако есть все основания считать, что эта аминокислота образуется вне хлоропластов в результате постфотосинтетических превращений углерода, связанных с функционированием цикла Кребса. Тем не менее, глутамату придается большое значение в реакциях фотосинтетического образования аминокислот. Дело в том, что глутамат может выступать в роли донора аминогрупп в реакциях переаминиро-вания, приводящих к образованию аспартата, серина, глицина и, быть может, аланина. Результаты этих опытов представлены на фиг. Оказалось, что N15 включается быстрее в состав глутамата, чем в аспартат и аланин, а С14 - наоборот - позже в глутамат. Характер изменения во времени содержания N15 в этих аминокислотах позволяет сделать вывод о том, что глутамат, образующийся-при прямом ами-нировании а-кетоглутарата, может использоваться в реакциях трансаминирования. [49]