ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потребность в аминокислотах у микроорганизмов из "Биохимия аминокислот" Процессы распада аминокислот обычно протекают с отщеплением аминогруппы от углеродного остова аминокислоты. Углеродная цепь аминокислот превращается в продукты, которые образуются также в процессе обмена жиров и углеводов в дальнейшем эти продукты подвергаются полному окислению. Амииный азот переходит в состав мочевины, мочевой кислоты и аммиака. Эти три соединения являются главными конечными продуктами азотистого обмена в значительно меньших количествах экскретируются другие азотсодержащие соединения — креатинин, индикан, аллантоин, свободные и связанные аминокислоты и пурины. [c.171] Значительный интерес представляют видовые различия, наблюдающиеся в отношении главных конечных продуктов азотистого обмена. У млекопитающих основным конечным продуктом является мочевина в небольших количествах выделяются также мочевая кислота, креатинин, аллантоин и аммиак. Мочевина образуется и накапливается в организме у некоторых видов водных позвоночных, например у акуловых рыб у некоторых земноводных она представляет главный конечный продукт азотистого обмена. Головастики экскретируют иреимуще-ственно аммиак в процессе метаморфоза этот тип экскреции сменяется образованием мочевины. Птицы и пресмыкающиеся образуют главным образом мочевую кислоту. В процессе развития куриного эмбриона на самых ранних стадиях образуется амлшак, затем следует стадия образования мочевины у вылупившихся цыплят устанавливается окончательный тип экскреции — образование мочевой кислоты. [c.171] У водных беспозвоночных образование аммиака представляет главный путь экскреции азота. Отмечено, что образование и выделение мочевины и особенно мочевой кислоты свойственно наземным формам, а образование аммиака — водным. Из этого можно заключить, что с эволюционной точки зрения обезвреживание аммиака путем превращения его в другие конечные продукты азотистого обмена представляет собой необходимое приспособление, сопровождающее переход от водного обитания к наземному [50—52]. [c.172] У некоторых морских видов одним из экскреторных азотистых продуктов является окись три.метиламииа [(СНз)зН = 0]. Это соединение в малых количествах может появляться и в моче млекопитающих, возможно как продукт окисления триметил-амина бактериями [53]. У пауков некоторых видов одним из главных конечных продуктов азотистого обмена является гуанин, заменяющий у них, очевидно, мочевую кислоту [54]. [c.172] Различные аминокислоты могут дезаминироваться неодинаковыми путями, и дезаминирование одной определенной аминокислоты может осуществляться при помощи нескольких механизмов. Кроме того, существуют значительные видовые различия в преобладании того или другого механизма дезаминирования. Несмотря на указанные различия, дезаминирование большинства аминокислот осуществляется у самых разнообразных видов в основном двумя общими путями, а именно путем окислительного дезаминирования (стр. 182), приводящего к образованию соответствующей а-кетокислоты и аммиака, и путем переаминирования (стр. 210), при котором а-кетокислота образуется в результате переноса аминогруппы на другую молекулу. [c.172] В организме млекопитающих к образованию аммиака приводит еще один процесс, а именно — гидролиз мочевины на аммиак и двуокись углерода, катализируемый уреазой бактериальной флоры кишечника. Усвоение мочевины млекопитающими, установленное при некоторых исследованиях в области биохимии питания, а также в опытах с применением изотопного метода, происходит, по-видимому, в результате расщепления мочевины бактериями [55] (стр. 123). Известно, что в крови воротной вены концентрация аммиака относительно высока при изучении происхождения этого аммиака было найдено, что большая часть его всасывается в кровь из слепой кишки, хотя ощутимые количества аммиака всасываются и из других отделов желудочно-кишечного тракта [56, 57]. Основная масса аммиака, содержащегося в крови воротной вены, образуется, вероятно, в результате действия уреазы бактерий на мочевину, доставляемую к кишечнику с током крови. Кроме того, образование аммиака происходит и при других реакциях, катализируемых ферментами пищеварительного канала и ферментами микроорганизмов кишечной флоры. [c.173] В противоположность относительно высокому содержанию аммиака в крови воротной вены содержание его в периферической крови в других жидкостях тела и тканях млекопитающих очень низко. У человека нормальное содержание аммиака в венозной крови крайне низко или равно нулю [58]. Определение количества аммиака в крови затрудняется быстрым приростом аммиака в выпущенной крови, что связано, очевидно, с дезаминированием адениловой кислоты и, возможно, какого-то соединения, содержащего карбамидную группу [59, 60]. В связи с этим интересно отметить, что быстрое образование аммиака в свеже-выпушенной крови обусловлено присутствием эритроцитов. Содержание аммиака в крови повышено при некоторых патологических состояниях (см. гл. V). Определение содержания его в тканях и жидкостях тела при различных экспериментальных условиях представляет довольно сложную задачу как ввиду трудностей технического порядка, связанных с измерением очень малых количеств этого соединения, так и вследствие того, что в тканях и жидкостях тела после извлечения их из интактного организма может происходить быстрое образование аммиака. Эти вопросы подробно рассмотрены в обзоре Бесмана [58]. [c.173] Образование аспарагина и глутамина имеет место и у животных получены убедительные доказательства важной роли глутамина в качестве резервной и транспортной форм аммиака в интактном организме животных [62]. Глутамин является одним из главных небелковых азотистых веществ крови у млекопитающих у человека на его долю приходится около 20% аминного азота крови. В жидкостях тела концентрация глутамина, как правило, выше концентрации глутаминовой кислоты в тканях наблюдаются обратные соотношения. Найдено, что глутамин переходит в клетки значительно легче, чем глутаминовая кислота. Так, например, при внутривенном введении экспериментальным животным глутамин (но не глутаминовая кислота) может проникать в мозг [63]. Установлено также, что глутамин всасывается в желудочно-кишечном тракте как таковой заметного гидролиза глутамина в процессе всасывания не происходит [18, 64]. Амидный азот глутамина подвергается в печени ряду превращений, в том числе превращениям, в итоге которых образуется мочевина. Амидная группа глутамина служит, кроме того, главным источником аммиака мочи. [c.174] Ферментные препараты из почек крыс с экспериментальным ацидозом активнее образуют аммиак из глутамина, глицина и лейцина, чем аналогичные препараты из почек контрольных крыс [68, 69]. Алкалоз, напротив, приводит к снижению интенсивности дезаминирования этих аминокислот. Видовые различия в активности глутаминазы почек хорошо согласуются с различиями в способности к выведению аммиака с мочой [70]. [c.175] В опытах на крысах было показано, что внутривенно введенный N -аммоний может выводиться как таковой [71] однако в физиологических условиях аммиак крови, по-видимому, не имеет существенного значения как источник аммиака мочи. Главную роль в образовании аммиака играют а) дезамидирование глутамина и б) действие ферментной системы, состоящей из глутамат-трансаминазы и глутаматдегидрогеназы. Следует учитывать также возможность участия в этом процессе глицин-оксидазы, поскольку в моче обнаружена глиоксиловая кислота [62]. Однако значение глициноксидазы в обмене веществ взято под сомнение [72] возможно, что глиоксиловая кислота мочи представляет продукт других превращений. [c.175] Хотя эта схема дает весьма упрощенную картину процесса превращения аминных групп в мочевину (см. гл. IV), показанный на схеме путь превращения можно считать доказанным. [c.176] Дезаминирование и реаминирование в тканях млекопитающих может, вероятно, осуществляться и другими путями (стр. 194). Помимо специфических дезаминаз, в дезаминировании аминокислот, возможно, принимают некоторое участие и оксидазы L-аминокислот, однако, по данным новейщих исследований, этот процесс не играет в количественном отношения значительной роли. [c.177] Наличие у млекопитающих активных ферментных систем дезаминирования и реаминирования было убедительно показано в опытах на крысах, которым вводили N -аммоний и N -аминокислоты. В классических работах Шёнхаймера и его сотрудников [73—80] было обнаружено, что введение крысам N (в виде солей аммония или аминокислот) приводит к появлению изотопной метки почти во всех аминокислотах. Было установлено, что в тканях концентрация изотопа, как правило, наиболее высока в той аминокислоте, которая была введена животному, далее в порядке убывающих концентраций изотопа следуют глутаминовая и аспарагиновая кислоты. [c.177] В одной из работ крысам вводили тяжелый изотоп азота в виде D-лейцина количество включенного в белки N было примерно таким же, как и в случае кормления животных М 5-Ь-лейцином. При введении D-лейцина, меченного дейтерием, некоторое количество дейтерия было найдено в тканевом L-лей-цине, что свидетельствует о частичном переходе углеродного остова D-лейцина в L-лейцин это превращение предполагает инверсию конфигурации ос-углеродного атома. Результаты упомянутых опытов представляют интерес в связи с тем, что есть данные, свидетельствующие о невозможности замены L-лейцина D-лейцином в питании (опыты по обеспечению роста молодых крыс). Очевидно, превращение D-лейцина в L-лейцин протекает со скоростью, недостаточной для обеспечения роста животных. По-видимому, D-аминокислоты дезаминируются оксидазой D-аминокислот с образованием соответствующих а-кетокислот и последние подвергаются переаминированию, превращаясь в соответствующие L-аминокислоты. [c.178] Две аминокислоты — лизин и треонин — занимают в азотистом обмене особое положение, поскольку в них не включается в заметных количествах N , введенный животным в виде амхмиака или других аминокислот. После кормления животных лизином, меченным дейтерием и N , изотопный азот был найден в других аминокислотах однако в лизине, выделенном из тканевых белков, отнощение концентраций дейтерия и было почти таким же, как и во введенном лизине [83, 84]. Аналогичные результаты были получены и с треонином 185]. [c.178] Вернуться к основной статье