Cтраница 2
Такие мощные антифолиевые агенты, как амино-птерин ( 87) и его N-метильный аналог метотрексат ( 88), обладают значительной противораковой активностью, обусловленной способностью этих соединений препятствовать внутриклеточному процессу восстановления фолиевой и дигидрофолиевой кислот в тетрагидрофолиевую кислоту. [16]
Оксиметилтетрагидрофолиевая кислота ( N5, № - метилентетра-гидрофолиевая кислота) неферментативно образуется из формальдегида и тетрагидрофолиевой кислоты. Печень содержит фермент, катализирующий связывание формальдегида тетрагидрофолиевой кислотой. [17]
Молекула фолиевой кислоты состоит из трех фрагментов: азотистого ге-тероцикла птерина, п-аминобензойной кислоты и L-глутаминовой кислоты. Биологически активная форма фолиевой кислоты ( ее гидрированная форма - тетрагидрофолиевая кислота) функционирует в живой системе как ко-фермент. [18]
Потребность человека и различных животных в витаминах неодинакова. Некоторые витамины ( тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, пирндоксал, пиридоксамин, липоевая кислота, биотин, тетрагидрофолиевая кислота и др.) служат для образования катализаторов химических реакций в каждой живой клетке. Они не синтезируются тканями человека и животных, а должны поступать с пищей. Остальные организмы не нуждаются в поступлении ее из внешней среды, так как способны к самостоятельному биосинтезу. [19]
Нанесение пробы в виде полосы является более предпочтительным, чем нанесение пробы в виде точки, особенно в случае применения водных растворителей. В случае птеридинов с гидрированным пиразиновым циклом ( кролю лейковорина) образец необходимо наносить и хроматографировать в атмосфере инертного газа ( N2, Но), как это описано для случая хроматографирования производных тетрагидрофолиевой кислоты Гринбергом и Йенике. Хроматографирова-ние в атмосфере СО. [20]
После того как S-аденозилметионин теряет свою группу и образующийся S-аденозилгомоцистеин молекулой воды, образуется аминокислота гомоцистеин. В организме млекопитающих гомоцистеин может превращаться в ци-стеин, и поэтому последний не является незаменимой аминокислотой; гомоцистеин может быть превращен также в метионин при метилировании соединением, которое служит источником углеродных фрагментов ( метил, формил и др.) в биологических системах - тетрагидрофолиевой кислотой. В некоторых риях гомоцистеин может превращаться в метионин при ровании метилкобаламином ( метальным производным витамина Bj2) в присутствии других необходимых соединений или ров. Последняя из описанных реакций метилирования ляет интерес, поскольку может протекать с низкой скоростью в отсутствие ферментов, и па ее основе была создана простая модельная система ( гл. [21]
Так как практически все тетрагидроптеридины этого типа очень легко окисляются на воздухе, почти все структурные исследования проводились на самой фолиевой кислоте. Следует отметить, что химическое восстановление фолиевой кислоты ( 51) приводит к образованию нового хорального центра у С-6. Эта реакция не стереоспецифична, и поэтому синтетическая тетрагидрофолиевая кислота и ее производные в ферментативных системах обладают только 50 % реакционной способностью. [22]
Ключевой стадией на схеме (11.4) является взаимодействие диамина с имином аминокислоты. В этой реакции диамин выступает как нуклеофил, а пиридоксаль - как электрофил, причем оба катализатора одновременно облегчают расщепление связи углерод - углерод в очень мягких условиях. В ферментативных реакциях в качестве нуклеофила вместо диарилэтилен-диамина эффективно действует тетрагидрофолиевая кислота, в состав которой входит этилендиаминовый фрагмент ( см. гл. [23]
Самым известным примером торможения роста в результате включения структурного аналога в один из клеточных компонентов служит действие производных суль-фаниловой кислоты. Аминобензойная кислота входит в состав одного из коферментов, а именно тетрагидрофолиевой кислоты. У большинства бактерий тетрагидрофолиевая кислота синтезируется из более простых компонентов. Однако при добавлении к питательной среде и-аминобензойной кислоты или сульфонамидов эти вещества беспрепятственно проникают в клетку и включаются в фолиевую кислоту. Когда включается сульфонамид, это приводит к синтезу нефункционирующего кофермента и в конечном счете к остановке роста клеток. Действие сульфонамидов можно снять повышением концентрации и-амино-бензойной кислоты: в основе подавления лежит конкурентный механизм. В организме животного фолиевая кислота не образуется de novo и не синтезируется из более простых компонентов: животные должны получать ее в готовом виде с пищей. Поэтому в их организме сульфонамид не может включаться в этот кофермент и не может, таким образом, оказывать вредное воздействие. [24]
Принцип подражания естественным метаболитам использован с определенным успехом при поисках противоопухолевых препаратов, имеющих структурную аналогию с фолиевой кислотой. Его эффективно используют при лечении лейкозов, рака матки, молочной железы и легких. Ци-тотоксические свойства метотрексата связаны с его ингибирую-щим влиянием на фермент фолатредукгазу, которая должна превращать витамин Вс в тетрагидрофолиевую кислоту, контролирующую ( на уровне синтеза нуклеиновых кислот) репродукцию клеток. Вызываемое метотрексатом торможение скорости синтеза НК приводит к их острому дефициту для быстро размножавшихся до этого опухолевых клеток Таким образом подавляется пролиферирование ( распространение) тканей злокачественных образований. [25]
Более того, было показано, что тетрагидрофолиевая кислота высокоактивна в качестве такого кофактора. Однако попытки найти в щелочном гидролизате кофактора ароматические аминогруппы оказались неудачными, поэтому предположили, что природный кофактор не содержит n - аминобензойного остатка фолиевой кислоты и поэтому может рассматриваться как простейшее птеридиновое соединение. Позднее были синтезированы 2-амино - 4-окси - 6-метил - и 2-амино - 4-окси - 6 7-диметилтетрагидроптериды и установлено, что каждый из них более активен, чем тетрагидрофолиевая кислота. Дальнейшие исследования механизма реакции проводились с метилированными птеридинами и описаны ниже. [26]
Самым известным примером торможения роста в результате включения структурного аналога в один из клеточных компонентов служит действие производных суль-фаниловой кислоты. Аминобензойная кислота входит в состав одного из коферментов, а именно тетрагидрофолиевой кислоты. У большинства бактерий тетрагидрофолиевая кислота синтезируется из более простых компонентов. Однако при добавлении к питательной среде и-аминобензойной кислоты или сульфонамидов эти вещества беспрепятственно проникают в клетку и включаются в фолиевую кислоту. Когда включается сульфонамид, это приводит к синтезу нефункционирующего кофермента и в конечном счете к остановке роста клеток. Действие сульфонамидов можно снять повышением концентрации и-амино-бензойной кислоты: в основе подавления лежит конкурентный механизм. В организме животного фолиевая кислота не образуется de novo и не синтезируется из более простых компонентов: животные должны получать ее в готовом виде с пищей. Поэтому в их организме сульфонамид не может включаться в этот кофермент и не может, таким образом, оказывать вредное воздействие. [27]
ПАБК, будучи предшественником фолиевой кислоты, не имеет самостоятельного значения в биологических системах микроорганизмов. В 1953 г. обнаружено, что ПАБК, необходимая для роста некоторых бактерий, может быть заменена пантотеновой кислотой. Поэтому считают, что эта кислота важна при биосинтезе пантотеновой кислоты и необходима для всех систем, связанных с ней. ПАБК принадлежит специфическая функция при переносе гидроксиметильных групп. В 1954 г. было отмечено, что изолированный фермент требует в качестве кофермента тетрагидрофолиевую кислоту, предшественником которой есть ПАБК. Следовательно, главная роль данного витамина заключается в построении фолиевой кислоты. [28]
Как указывалось ранее, незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме человека и животных, их необходимо включать в состав пищи для обеспечения оптимального роста и для поддержания азотистого баланса. Для человека являются незаменимыми следующие аминокислоты: лейцин, изо-лейцин, валин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин, гисти-дин и аргинин. Что же касается гисти-дина и аргинина, то эти аминокислоты могут синтезироваться в организме, но в количестве, не обеспечивающем оптимального роста и развития. Высшие растения и большинство микроорганизмов способны к активному синтезу этих аминокислот. Пути их биосинтеза у различных видов организмов идентичны или близки и гораздо сложнее, чем пути образования заменимых аминокислот. Во многих из этих реакций участвуют такие посредники, как тетрагидрофолиевая кислота ( ТГФ), переносчик одно-углеродных фрагментов ( - СН3, - СН2, - СНО, - CHNH, - СН) и 5-адено-зилметионин - главный донор метильных групп в реакциях трансметилирования. [29]