Cтраница 2
Эти три реакции представляют собой основные способы удовлетворения потребности в азоте для биосинтетических реакций, протекающих в различных организмах. [16]
Атом углерода аминометилзамещенного ПБГ становится мостиком, который связывает один пиррол с другим в первичном тетрапирроле изучаемой последовательности биосинтетических реакций. Заместители у ( 3-углеродных атомов ПБГ не принимают участия в связывании пирролов; в одном - положении присоединен остаток пропионовой кислоты, а в другом ( на той же стороне молекулы ПБГ, на которой находится аминометильная боковая цепь) - остаток уксусной кислоты. Таким образом, поскольку при образовании тетра-пиррола заместители в ( 3-положении не изменяются, циклический тетрапиррол, образовавшийся из ПБГ, имеет по одному остатку уксусной кислоты и по одному остатку пропионовой кислоты в каждом из четырех пиррольных колец. Продуктом ферментативной реакции является уропорфириноген, в котором четыре пиррольных остатка соединяются насыщенными ( метиленовыми) углеродными мостиками. [17]
Абсолютные конфигурации при С-2 в бактериоруберине и в циклических Сбо-каротиноидах идентичны, что, возможно, отражает сходство соответствующих биосинтетических реакций. [18]
В этой реакции одновременно образуются четыре новые связи, четыре цикла и, что особенно поражает во всех биосинтетических реакциях, семь асимметричных центров, причем с такой стерео-селективностью, что возникает всего один из 128 возможных стереоизомеров. Аналогичный процесс согласованного образования двух колец [336] при неэнзиматической полициклизации олефина осуществил Джонсон. [19]
Ацетил - КоА - источник энергии, являясь общим промежуточным продуктом расщепления большинства молекул, поставляет двухуглеродные фрагменты для самых различных биосинтетических реакций. Примером может служить биосинтез липидов и жирных кислот. [20]
Однако ограничение в выборе реагентов компенсируется у клетки большим набором ферментов, способных производить большую часть АТФ1 и использовать его в многочисленных биосинтетических реакциях. [21]
Главным интермедиатом этой стадии является фосфонпируват ( РпРу), из которого могут быть получены природные ФОС с трехугольной цепочкой с использованием стандартных биосинтетических реакций, модифицирующих функциональные группы, включая и образование пептидов. Де-карбоксилирование РпРу образует ин-термедиаты с двухуглеродной цепочкой у фосфора, а окислительное декар-боксилирование одного из последних интермедиатов ( альдегида) приводит к одноуглеродному фосфонату. В свою очередь, одноуглеродный фосфонат ( фосфонмуравьиная кислота, PF) образует фосфонпируват ( скорее всего, реакцией переэтерификации), изомеризация которого, аналогичная изомеризации типа фосфат-фосфонат ( фос-фонат-фосфинат), приводит к соединению с двумя Р - С связями ( фосфи-наты) - путь, ведущий к образованию биалафоса. Образование природных ФОС с четырехуглеродной цепочкой у атома фосфора осуществляется действием ацетил-кофермента А по карбонильной группе соединения РпРу с последующим декарбоксилированием. [22]
Биогенетическим предшественником каротиноидов выступает дитерпено-вый спирт геранилгераниол 1.13. При конденсации двух молекул его пиро-фосфата по типу хвост к хвосту образуется углеводород фитоен 1.16. Механизм этой биосинтетической реакции совершенно аналогичен конденсации двух молекул фарнезилпирофосфата при биогенезе сквалена 2.749 ( разд. В случае тритерпена стабилизация карбо-катиона достигается путем добавления гидрид-иона, а при образовании фитоина элиминируется протон. В результате этого в середине молекулы возникает сопряженная триеновая система. Путем ступенчатого дегидрирования углеводород 1.16 превращается в ациклический ярко окрашенный каротиноид ликопин 1.17, содержащий цепь из одиннадцати сопряженных олефиновых связей. Большое количество ликопина содержится в томатах. [23]
Большие возможности для циклизаций и перегруппировок, имеющиеся у катиона 2.145 ( см. схему 21) и у бисаболенов 2.149 и 2.150, реализуются в биосинтетических реакциях, протекающих в живой природе. [24]
Скорости главных катаболических реакций, обеспечивающих расщепление глюкозы и извлечение химической энергии в форме АТР, в каждый данный момент регулируются в соответствии с потребностями клетки в АТР независимо от того, как будет затем этот АТР использоваться-в биосинтетических реакциях, для активного переноса веществ или для механической работы в сократительных структурах. Поскольку продукты расщепления глюкозы играют важную роль и в качестве предшественников, и как промежуточные продукты других метаболических процессов, регу-ляторные ферменты катаболизма углеводов распознают также соответствующие сигналы других метаболических путей и отвечают на эти сигналы. [25]
Широкое распространение в животном и растительном мире половых гормонов или веществ, близких к ним по своим свойствам, можно объяснить тем, что все эти соединения, как мы видели, весьма близки друг к другу по химическому строению и могут возникать в качестве промежуточных продуктов при сложных биосинтетических реакциях или при распаде различных стероидных гормонов. [26]
Однако природа звеньев соединений-предшественников может быть замаскирована например, в результате окислительных реакций, как в случае образующегося из валина Cs-фрагмента антибиотика цефалоспо-рина С ( 8; Л - б-аминоадипоил-7 - АЦК) ( из Cephalosporium spp. Биосинтетические реакции типа молекулярных перегруппировок или расщепления углерод-углеродных связей еще более маскируют природу исходных предшественников, так что звенья последних часто изменяются до неузнаваемости. Ключ к биосинтетическому происхождению последних был подобран посредством изучения возможных структурных взаимосвязей с другими природными соединениями, биогенез которых более очевиден, особенно с продуктами метаболизма таксономически близких видов или родов. [27]
В большинстве биосинтетических реакций продукты находятся в более восстановленном состоянии, чем предшественники. Высокоэнергетические электроны, необходимые для поддержания метаболических реакций поставляет НАДФН. Примером может служить биосинтез жирных кислот или активация О2 при действии оксигеназ со смешанной функцией, катализирующих реакции гидроксилирования. Необходимое количество НАДФН образуется в пентозофосфатном цикле, а также под действием фермента декарбоксилирующей малатдегидрогеназы при переносе ацетил - СоА из митохондрий в цитоплазму для синтеза жирных кислот. [28]
В гене имеются два локуса fasl и fas2, в которых закодированы две полипептидные цепи, но восемь каталитических функций. Заметной корреляции между последовательностью биосинтетических реакций и порядком соответствующих функциональных доменов вдоль двух полипептидных цепей не существует. [29]
В этом проявляется принципиальное различие между синтезами органических веществ, происходящими в живой клетке и в лабораторных условиях. В первом случае продукт биосинтетической реакции представляет собой вещество в определенной оптической форме, во втором - продуктом реакции является смесь обеих оптических форм синтезированного вещества. [30]