Cтраница 3
Один атом азота поступает из кишечника или периферических тканей и включается через карбамоилфосфат. Другой атом азота поступает в цикл мочевины в составе аспартата, который в свою очередь получает атом азота при трансаминировании глутамата со ЩУК. Как известно, атом азота аминогруппы глутамата происходит из аминогрупп аминокислот печени, поэтому второй атом азота мочевины поступает из фонда аминокислот печени. [31]
Пуриновые рибонуклеотиды далее синтезируются путем последовательного присоединения амино - и углеродсодержащих групп к ФРПФ с образованием девятичленного пуринового кольца. Наоборот, в случае пиримидиновых рибонуклеотидов сначала происходит конденсация аспарагиновой кислоты и карбамоилфосфата с образованием шестичленного пиримидинового кольца, а затем присоединение рибозофосфатного остатка. [32]
Аминокислота L-глутамин ( 9) является хранилищем и донором аминогрупп и одновременно средством транспорта аммиака внутри клетки. В третьей реакции фиксации аммиака из диоксида углерода, аммиака и АТР образуется карбамоилфосфат ( 10) ( схема 11; Pi - неорганический фосфат); он является промежуточным соединением в синтезе мочевины и пиримидинов. [33]
Вскоре стало ясно, что глутамин и аспарагин следует рассматривать как растворимые и нетоксичные переносчики дополнительного количества аммиака, заключенного в их амидных группах. Амидный азот глутамина используется в многочисленных биохимических процессах, в том числе в образовании карбамоилфосфата [ уравнение ( 14 - 12), стадия е; разд. [34]
Далее карбамоилфосфат взаимодействует с орнитином ( второй фермент - орнитинкарбамо-илтрансфераза) с образованием цитруллина: карбамоилфосфат ор-нитин - цитруллин. [35]
Из всего сказанного до сих пор очевидно, что в организме, способном выделять в качестве конечного продукта азотистого обмена либо аммиак, либо мочевину, уровни активности соответствующих путей находятся в обратной зависимости. Поэтому в тех случаях, когда в одной клетке имеются и КФС-I, и глута-минсинтетаза, регуляторные механизмы должны способствовать либо синтезу глутамина, либо синтезу карбамоилфосфата, но не образованию обоих веществ одновременно. Центральную роль в этой точке разветвления играет N-ацетилглутамат. [36]
![]() |
Поля устойчивости соединений железа в координатах Eh - pH. [37] |
Часть свободной энергии, высвобождаемой в окислительно-восстановительных реакциях, может быть использована для синтеза АТФ, который служит важнейшим, но не единственным переносчиком энергии в клетке. Помимо АТФ в метаболизме клетки участвуют другие богатые энергией соединения, к ним относятся другие нуклеотид ди - и трифосфаты, аденозинфосфосульфат, ацилфосфаты ( например, карбамоилфосфат), фосфоенолпируват. Однако все эти соединения обмениваются с АТФ и поэтому представления об ATФj как универсальном переносчике энергии, достаточно. [38]
Предполагается, что N-ацетилорнитин отдает свою ацетильную группу глутамату, что приводит к образованию орнитина и N-ацетилглутамата. Это привлекательная гипотеза, так как подобный процесс служил бы мощным механизмом запуска цикла мочевины путем увеличения количества орнитина в то самое время, когда возрастает количество карбамоилфосфата. Предполагаемые реакции образуют циклическую каталитическую цепь, которую часто называют циклом N-ацетилорнитина ( цикл N-ацетилорнитина на рис. 61); при стационарном процессе здесь в итоге не происходит никакой потери jV - ацетилглутамата. [39]
Реакция, в которой участвует 1 моль АТФ, характерна для бактерий, а реакция с участием 2 моль АТФ - для уреотелических животных. Для протекания этой второй реакции необходимо присутствие N-ацетилглутаминовой кислоты, роль которой, однако, еще не выяснена. Образование карбамоилфосфата показано на препаратах из проростков маша, но стехиометрия реакции не установлена. [40]
![]() |
Механизмы, регулирующие биосинтез адениновых и гуаниновых нуклеотидов у.. coli по типу обратной связи. У других организмов эти биосинтетические пути регулируются иначе. [41] |
Обычные гшримидиновые нуклеотиды-это цитидин-5 - монофосфат ( СЫР), или цитидилат, и уриаин - У-монофосфат ( UMP), или уридилат; в их состав входят пиримидиновые основания-соответственно цитозин и урацил. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов ( рис. 22 - 19) несколько отличается от синтеза пуриновых нуклеотидов; в этом случае сначала образуется шестичленное пи-римидиновое кольцо, а затем к нему присоединяется рибозофосфат. Для этого процесса требуется карбамоилфосфат, играющий роль промежуточного продукта также и в цикле мочевины ( разд. Однако карбамоилфосфат, необходимый для синтеза мочевины, образуется в митохондриях при участии митохон-дриального фермента карбамоилфосфат-синтетазы I, а карбамоилфосфат, участвующий в биосинтезе пиримидинов, образуется в цитозоле под действием другой формы того же фермента - кар-бамоилфосфат-синтетазы II. Цитозоль-ный карбамоилфосфат взаимодействует с аспартатом, в результате чего получается N-карбамоиласпартат. Эта реакция катализируется аспартшп-транс-карбамоилазой, одним из наиболее тщательно изученных аллостерических ферментов ( дополнение 9 - 5); о ней мы еще будем говорить ниже. [42]
В белки не включается. Играет важную роль в обмене. Биосинтез - из орнитина и карбамоилфосфата. Участвует в цикле мочевины. [43]
Карбамоилфосфат-синтетаза I представляет собой регуляторный фермент; положительным, или активирующим, модулятором служит для нее N-ацетилглу-тамат. Карбамоилфосфат ( рис. 19 - 19) принадлежит к высокоэнергетическим соединениям; его можно считать активированным донором карбамоильных групп. Отметим, что при образовании одной молекулы карбамоилфосфата используются концевые фосфатные группы двух молекул АТР. [44]
Общая схема синтеза мочевины из двуокиси углерода и аммиака представлена на фиг. Первый этап этой последовательности реакций - образование карбамоилфосфата - является в то же время и первым этапом синтеза пиримидинов ( см. гл. Орнитинтранскарбамилаза ( карба-моилфосфат: L-орнитин - карбамоилтрансфераза) катализирует конденсацию карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина. Этот фермент обнаруживается в печени млекопитающих, у высших и низших растений и у некоторых микроорганизмов. У птиц он отсутствует. Превращение цитруллина в аргинин осуществляется в результате двух последовательно протекающих реакций, чрезвычайно сходных с реакциями, приводящими к синтезу адениловой кислоты ( см, гл. [45]