Важнейшие пути метаболизма

Важнейшими продуктами метаболизма в нейронах являются катехоламины, к которым относятся три близких по структуре производных тирозина дофамин, норадреналин и адреналин. Дофамин и норадреналин служат нейромедиаторами. У многих беспозвоночных важную роль играет также октопамин [61], синтезирующийся из тирамина (рис. 16-8). Обратите внимание на взаимосвязь предшественник — продукт в ряду дофамин, норадреналин, адреналин. Путь биосинтеза этих нейромедиаторов включает реакции декарбоксилирования и гидроксилирования— типы реакций, имеющих место при образовании других медиаторов. Наиболее важным процессом, завершающим действие выделившихся катехоламиновых медиаторов, является обратное поглощение их нейро- [c.335]

Метионин включается в белки и как таковой, и в виде N-формилме-тионина в качестве N-концевого остатка бактериальных белков (рис. 14-9, стадии а и б). Как в клетках животных, так и в клетках растений Метионин может лодвергаться переаминированию в соответствую-Щую-кетокислоту (стадия в), но в количественном отношении эта реакция едва ли имеет важное значение. Главный путь превращения метионина связан с его превращением в S-аденозилметионин (SAM, рис. 14-9, стадия г). Эта реакция уже обсуждалась (гл. 11, разд. Б,2) была рассмотрена (гл. 7, разд. В, 2) и функция SAM в процессе трансметилирования (стадия д). Продукт трансмет1у1ирования S-аденозилгомоцис--теин превращается в гомоцистеин путем необычной гидролитической реакции отщепления аденозина (стадия е) >. Гомоцистеин может быть снова превращен в метионин, как показано штриховой линией на рис. 14-9, а также в уравнении (8-85). Другой важный путь метаболизма гомоцистеина связан с превращением в цистеин (рис. 14-9, стадии ж и з). Эта последовательность реакций обсуждается в разд. Ж- ДрУ гим продуктом на этом пути является а-кетобутират, который доступен окислительному декарбоксилированию с образованием пропионил-СоЛ и его дальнейшим метаболизмом или может превращаться в изолейцин (рис. 14-10). [c.111]

Для самого существования жизни важны как регуляция активности отдельных путей метаболизма, так и координация деятельности этих путей. Дезорганизация без адекватного контроля метаболизма приводит к гибели клетки. [c.231]

Фосфорилированная глюкоза не способна проходить через цитоплазматическую мембрану и оказывается запертой в клетке. Таким образом, глюкозо-6-фосфат является центральным метаболитом углеводного обмена и занимает важное положение в интеграции ряда метаболических путей (гликолиз, глюконеогенез, пентозофосфатный путь, гликогенолиз). Возможные пути метаболизма фосфорилированной глюкозы представлены на рис. 18.3. [c.242]

Глава 1И ВАЖНЕЙШИЕ ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА [c.109]

Хотя мы, как правило, будем рассматривать только одну ферментативную реакцию и большинство исследований механизмов проводится на очищенных ферментах, важно помнить, что реально ферменты действуют в таких условиях, когда одновременно протекают сотни химических реакций. Контроль этой огромной сети несвязанных и взаимосвязанных реакций достигается механизмами, регулирующими концентрации и эффективность индивидуальных ферментов. Эти механизмы контроля (см. ниже, разд. 24.1.6) зависят от высокой каталитической эффективности, так что малые изменения в концентрации могут сильно влиять на течение реакции, и от высокой специфичности, характерных для ферментативного катализа. Большинство ферментов катализируют одну и только одну реакцию одного и только одного субстрата, поэтому отдельные стадии определенных путей метаболизма могут контролироваться посредством контроля активности отдельных ферментов. [c.452]

В соответствии с рассмотренным выше можно использовать "эффект маскировки" фтора и стабильность в организме связи -F, обладающей высокой энергией, для изучения физиологического смысла процесса гидроксилирования витамина D . Если ввести фтор в положение, по которому в ходе метаболизма витамина D3 осуществляется гидроксилирование, реакцию гидроксилирования этого положения можно рассматривать как блокированную. Изучение физиологического действия и обмена такого рода соединений может дать важную информацию относительно путей метаболизма витамина. Кроме того, как и в случае фторсодержащих противовоспалительных препаратов стероидного типа, в некоторых случаях можно ожидать повышения активности и селективности. Ниже приведены фторсодержащие производные витамина Dj, синтез которых описан в литературе. [c.517]

Изотопная методика с применением позволила выяснить направление многих метаболических путей и составить метаболические карты, иллюстрирующие последовательность биохимических и, как правило, биокаталитических реакций. Обычно объектом исследований служили бактерии, но важнейшие этапы метаболизма сходны у организмов, стоящих на различных ступенях развития. [c.215]

До сих пор речь щла у нас главным бразом о центральных метаболических путях, т.е. о путях превращения основных пищевых веществ клетки-углеводов, жиров и белков. На этих центральных путях потоки -мeтaJбoлитoв довольно внущи-тельны. Например, в организме взрослого человека ежесуточно окисляется до СО2 и воды несколько сотен граммов глюкозы. Есть, однако, и другие метаболические пути со значительно меньшим потоком метаболитов ежесуточный синтез или распад измеряется здесь миллиграммами. Эти пути составляют так называемый вторичный метаболизм, роль которого состоит в образовании различных специализированных веществ, требующихся клеткам в малых количествах. К вторичным метаболическим путям принадлежит, например, биосинтез коферментов и гормонов, потому что эти соединения вырабатываются и используются только в следовых количествах. Сотни различных высокоспециализированных биомолекул, в том числе нуклеотиды, пигменты, токсины, антибиотики и алкалоиды, продуцируются у разных форм жизни на вторичных метаболических путях. Все эти продукты, разумеется, очень важны для тех организмов, которые их вырабатывают, и все они выполняют какие-то определенные биологические функции. Однако специализированные вторичные метаболические пути, ведупще к их синтезу, не во всех случаях хорошо изучены. В этой книге мы лишены возможности рассматривать эти вторичные метаболические пути, порой весьма сложные мы здесь займемся главным образом центральными, или первичными, путями метаболизма. [c.391]

За последние 10—15 лет в изучении генетики ассимиляции нитрата достигнут значительный прогресс, поэтому этот процесс — наиболее подробно охарактеризованный путь метаболизма высших растений. Ге-нетические исследования представляют собой первый важный шаг в изучении данного метаболического пути на молекулярном уровне. [c.378]

Гербицидные карбаматы имеют важное значение по нескольким причинам. Они обладают низкой токсичностью для млекопитающих, их остатки быстро разлагаются в почве, и они легко распадаются в организмах, против которых их не применяют [2]. Знание путей метаболизма карбаматов важно для безопасного и эффективного применения этих соединений. [c.117]

Мукопротеины ), или гликопротеины, состоят из углеводов и белков— двух важных классов компонентов живой материи. Естественно поэтому, что история этого раздела биохимии отражает многие достижения химии углеводов и белков за последние 130 лет. Как и в других областях биохимии, таких, как исследование гормонов, витаминов и путей метаболизма веществ, развитию наших знаний о гликопротеинах способствовали химики, биохимики, специалисты по физической биохимии, физиологи и клиницисты. Экспериментальные работы по этому классу соединений на физиологическом и клиническом уровне, особенно в конце прошлого столетия, сильно стимулировались господствовавшим тогда представлением о превращении белков в сахара. [c.9]

Однако участие в трансаминировании двух важнейших метаболитов нервной ткани — глутамата и а-кетоглутарата — заставило исследователей более внимательно изучить этот минорный путь метаболизма пирувата. Высказано предположение, что цитоплазматическая АлАТ может участвовать в регуляции конечных этапов гликолиза и утилизации глутамата. [c.162]

Настоящий справочник отличается от имеющихся тем, что в нем не только описана химическая структура и биологическая роль основных биохимических компонентов живой клетки, но и охарактеризованы пути метаболизма данных компонентов в живом организме. Он состоит из семи разделов, в каждом из которых в алфавитном порядке дана соответствующая тepминoлorиЯi В разделах Белки , Нуклеиновые кислоты , Углеводы , Липиды приведены структурные формулы и показана биологическая роль биохимических компонентов клетки, описаны и проиллюстрированы схемами основные пути распада и синтеза важнейших биологически активных молекул. В разделе Ферменты содержатся сведения о типах ферментативного катализа, скорости ферментативных реакций, единицах измерения ферментативных реакций, о принципах классификации ферментов, регуляции биосинтеза и активности ферментов. Раздел Витамины включает характеристику отдельных представителей водо- и жирорастворимых витаминов. Особое внимание уделено ферментным реакциям, в которых участвуют витамины, приведены данные о содержании витаминов в продуктах питания, о суточной потребности человека в витаминах, о применении витаминов и витаминных препаратов в медицинской практике, сельском хозяйстве и т. д. В разделе Гормоны -освещены достижения по биохимии пептидных, белковых и стероидных гормонов. Рассмотрены вопросы биосинтеза, механизм действия гормонов на молекулярном уровне, взаимодействие гормонов с [c.3]

ЛДГ-реакция служит практически единственным путем метаболизма молочной кислоты в тканях животных, и лактат поэтому можно рассматривать как резервный фонд пирувата. Высокая активность ЛДГ, легкая обратимость этой окислительновосстановительной реакции определяют ее важную роль в поддержании состояния пиридиновых нуклеотидов в клетке, в обеспечении динамического равновесия в системе пируват лактат. [c.163]

Цикл трикарбоновых кислот, являясь одним из наиболее важных циклов метаболизма аэробных организмов (бактерий, простейших, грибов, высших растений и человека), представляет собой к тому же типичный каталитический цикл. Во всех других циклах также принимают участие один или несколько первичных субстратов и по меньшей мере один регенерирующийся субсграт. Таким образом, с каталитическим циклом всегда ассоциирован метаболический путь, обеспечивающий синтез регенерирующегося субстрата. Хотя, как правило, и не требуется, чтобы такой синтез шел быстро, поскольку обычно бывает необходимо восполнить лишь небольшие потери регенерирующегося субстрата в побочных реакциях, однако используемый при этом метаболический путь обеспечивает механизм биосинтеза любых необходимых количеств любого промежуточного продукта, образующегося в ходе цикла. Так, клетки получают из цикла трикарбоновых кислот значительные количества оксалоацетата, а-кетоглутарата и сукци-нил-СоА, используя их для синтеза других клеточных компонентов. Например, аспартат и глутамат образуются непосредственно из оксалоацетата и а-кетоглутарата путем переаминирования [уравнение (8-16)]. Часто говорят, что цикл трикарбоновых кислот работает на биосинтез, однако, строго говоря, когда из цикла выводятся промежуточные продукты, работает неполный цикл. Правильнее сказать, что метаболический путь синтеза регенерирующегося субстрата и еще некоторые из ферментов цикла используются для формирования тех или иных путей биосинтеза. [c.323]

Оксикумарины являются гетероциклическими фенолами. Они представляют значительный интерес, так как многие из них встречаются в природе, а некоторые производные 4-оксикумарина — важные антикоагулянты крови, В организме кроликов МОН00ксикумарины, за исключением 4-оксикумарина, ведут себя как типичные фенолы, поскольку они часто выделяются в виде конъюгатов с глюкуроновой кислотой и сульфатом [109, ПО]. У кроликов 3-оксикумарин сопрягается в большей степени (>70%), но некоторое количество его претерпевает разрыв кольца с образованием о-оксифенилмолочной, о-оксифе-нилпировиноградной и о-оксифенилуксусной кислот. У крыс основной путь метаболизма — разрыв кольца [108]. [c.189]

Два других важных пути метаболизма глицина ведут к образованик> порфобилиногена и различных получающихся из него пиррольных пиН ментов, а также к синтезу пуринового ядра. [c.122]

Метилирование — важный путь метаболизма пирокатехина в организме человека и животных. Фермент пирокатехин-О-метилтрансфераза, который широко распространен среди высших животных, катализирует 0-метилиро-вание пирокатехинов, включая образование метанефрина из эпинефрина [125]. Метилирование кофейной кислоты до феруловой кислоты с помощью метионина также катализируется этим ферментом 125]. Донором метильных групп в этой реакции является, по-видимому, S-аденозилметионин [127]. [c.211]

Так как число ферментных систем велико, органичим-ся рассмотрением некоторых важнейших путей метаболизма глюкозы. Каждый этап ее химических превращений катализируется особым ферментом. Грубо можно разделить путь окисления глюкозы на три стадии первая приводит к образованию пирувата, вторая, называемая циклом Кребса, характеризуется отнятием от пирувата атомов водорода и выделением двуокиси углерода и, наконец, третья представляет собой перенос водорода к кислороду по системам НАД, флавопротеидной и цито-хромной. От этого основного пути метаболизма имеется ряд ответвлений, ведущих к образованию различных аминокислот. Особенно существенно то, что на пути превращений глюкозы энергия окисления этого углевода запасается в молекулах АТФ, которые образуются как в первой, так и в третьей стадии, причем в первой стадии на [c.215]

Фермент пируваткарбоксилаза катализирует первую реакцию превращения трехуглеродных предшественников в глюкозу (глюконеогенез). Ацетил-КоА — положительный модулятор реакции, т.е. при его избытке стимулируется карбоксилирование пирувата. (Образованная ЩУК обеспечивает окисление большого количества молекул ацетил-КоА. Поскольку ЩУК образуется преимущественно из углеводов, а ацетил-КоА — из жирных кислот, говорят, что жиры горят в пламени углеводов .) Ацетил-КоА-карбоксилаза катализирует образование малонил-КоА, играющего ведущую роль в биосинтезе жирных кислот. Для превращения пропионата в сукцинат необходим этап карбоксилирования, катализируемого пропионил-КоА-карбо-ксилазой. Это важный путь метаболизма жирных кислот с короткой цепью углеродных атомов и продуктов распада жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов. Особое значение этот путь имеет для взаимодействия кишечной микрофлоры и организма хозяина. В катаболизме лейцина и некоторых изопреноидов участвует реакция, катализируемая Р-метилкротонил-КоА-карбоксилазой. [c.361]

Открывая первый этап в метаболизме глюкозы —ее фосфорилирование, гексокиназная реакция занимает ключевое положение по отношению к важнейшим путям обмена углеводов гликолизу, биосинтезу гликогена и пентозофосфатному пути. Реализация функции ключевого фермента во многом зависит от способности гексокиназы к взаимодействию с митохондриальными мембранами. [c.374]

Важная особенность П. ц. (в сравнении с др. путями метаболизма углеводов) - его гибкость. Если потребность в рибозо-5-фосфате значительно превышает потребность в НАДФН, то б.ч, глюкозо-б-фосфата по гликолитич. пути превращ. в глицеральдегид-З-фосфат, 1 молекула к-рого, аступля а р-ции е 2 молекулами фруктозо-6-фосфата, [c.464]

Важное значение имеет реакция расщепления а-кетолов, в которой используется стадия в (рис. 8-3) с последующим обращением этой же стадии, но с другим акцептором альдегида. Эту реакцию катализирует транскетолаза [уравнение (9-15)] —фермент, необходимый в пентозо-фосфатных путях метаболизма и в фотосинтезе. Родственная реакция (рис, 8-4), которая имеет более сложный механизм, катализируется ферментом фосфокетолазой эта реакция играет важную роль в энергетическом метаболизме некоторых бактерий. Продуктом реакции, ка- [c.206]

Рис. 9-53. Принципиальная схема главных путей метаболизма в хлоропласте. Многие другие реакции, происходящие в хлоропластах и участвующие в важных клеточных процессах, здесь не показаны. Обратите ванимание, что образующиеся в хлоропласте АТР и НАВРН используются непосредственно для реакций биосинтеза в строме хлоропласта. Как можно видеть, хлоропласты в отличие от митохондрий служат лищь непрямым источником АТР для цитозоля.

Упоминание о митохондриях обычно вызывает у биохимиков представление о цикле трикарбоновых кислот, -окислительном пути метаболизма жирных кислот и окислительном фосфорилировании. Помимо этих главных процессов в митохондриях протекает множество других химических превращений. Вероятно, наиболее существенное из ннх — это концентрирование ионов, таких, как ионы Са +. Митохондрии также контролируют приток и отток многих соединений, в том числе я АТР. Таким образом, они выполняют важные регуляторные функцна> как в катаболических процессах, так и в процессах биосинтеза. По мере своего роста и размножения митохондрии синтезируют часть своих белков, а ряд других белков получают из цитоплазмы. [c.393]

Слиянию генов могла принадлежать важная роль в процессе эволюции основных метаболических путей. Энергетический путь метаболизма каждого из перечисленных ниже ферментов определился, вероятно, в результате объединения копии изначального (ди)нук-леотидсвязывающего домена с одним или большим числом других доменов, отличных от первого фосфоглицераткиназа [235, 310, 311], дегидрогеназы, специфичные соответственно к глицеральдегид-3-фосфату, лактату, малату и алкоголю [91], и гликоген-фосфорилаза [236]. Как обсуждалось в разд. 5.4, (ди)нуклеотидсвязывающий домен представляет N-концевую часть первых четырех ферментов, тогда как в алкогольдегидрогеназе он расположен в С-концевой части, а в фосфорилазе — в середине цепи. Это указывает на то, что ограничения в пространственном расположении доменов не вызывали затруднений при их использовании в качестве составных блоков для построения самых сложных белков в процессе эволюции. [c.229]

Первой ступенью окислительного метаболизма -триптофана (12) является образование сначала Л -формилкинуренина, а затем кинуренина (47) в результате ферментативного процесса, при котором оба атома молекулы кислорода присоединяются по С-2— С-З-связи пиррольного кольца [52] (схема 30). От кинуренина расходятся различные пути метаболизма в частности, у млекопитающих качественно важным является путь окисления его до диоксида углерода через 3-гидроксиантранилат (48). Сейчас твердо [c.705]

В процессе гликолиза молекула глюкозо-б-фосфата превращается в две молекулы пирувата (1), последний в анаэробных условиях восстанавливается до лактата (2). Третья важная реакция - окислительное декарбоксилирование пирувата, которое завершается образованием ацетил-КоА(С2-фрагмент), который затем вовлекается в цикл трикарбоновых кислот. Через реакцию транса минирования пируват связан с аминокислотами 4), а при окислении глицерола (метаболит липидов) образуются триозы (3-фосфоглицериновый альдегид или 3-фосфодиоксиацетон), которые далее вовлекаются в процесс гликолиза (5). Еще один путь метаболизма пирувата - его карбоксилирование и превращение в оксалоацетат (6). В дрожжах он способен метаболизировать также с образованием этилового спирта (7). Реакция карбоксилирования позволяет пирувату либо включится в процесс глюнонеогенеза, либо образующийся из него оксалоацетат участвует в пополнении пула промежуточных метаболитов цикла трикарбоновых кислот, если клетка испытывает недостаток АТФ. [c.456]

Использование света как средства для изучения физиологических процессов in vivo имеет ряд важных преимуществ, которые, однако, не выяснены и не оценены в достаточной мере. Свет может проникать в интактные клетки с минимальным разрушением биологического объекта. Некоторые стадии большинства биохимических путей метаболизма включают реакции, протекающие на свету. Для подобных реакций необходимо, чтобы фоторецептор смог воспринять излучение. Природу абсорбции фоторецептора можно определить, исследуя зависимость определенной светочувствительной реакции от длины волны света при этом получают спектр действия. Спектр действия может стать важным ключом к разрешению проблемы природы фоторецептора и механизма биохимической реакции. Полезные советы и обобщения по методам получения спектров действия имеются в обзорах (Сетлоу [5], Бутлер [6]). Место действия света можно установить, закрывая отдельные части объекта или используя микролуч (Бок и Хаупт [7]). Поляризованный свет можно использовать для выяснения причин реакции, обусловленной дихроичной организацией фоторецептора (Хаупт [8]). [c.340]

Основной путь метаболизма С. в животном организме — окислительное дезаминирование. При действии фермента моноаминооксидазы С. превращается в 5-оксииндолилацетальдегид, а последний в присутствии альдегиддегидрогеназы — в 5-окси-З-индолил-уксусную к-ту. Наиболее характерным действием С. является сокращение гладкой мускулатуры кишечника и др. органов, антидиуретич. свойства, усиление дыхания, угнетение сердечно-сосудистой системы. С. уменьшает время свертывания крови, играет важную роль в процессах передачи возбуждения в центральной нервной системе, являясь медиатором нервных импульсов. С обменом С. связано лекарственное действие резерпина, к-рый освобождает связанный тканями С. и выводит его в кровяное русло, где С. быстро дезактивируется. Препараты, являющиеся антиметаболитами С., применяют при лечении гипертонии и шизофрении. [c.418]

Задача регуляторных механизмов необычайно сложна. Все пути метаболизма должны регулироваться и координироваться так эффективно, чтобы клеточные компоненты присутствовали в данный момент в точно необходимых количествах. К тому же микробные клетки должны эффективно отвечать на изменения окружающей среды использованием имеющихся на данный момент питательных веществ и включением новых катаболических путей, когда другие вещества становятся доступными. Поскольку композиция химических соединений окружающей среды постоянно меняется, регуляторные процессы должны постоянно соответствовать новым условиям. Регуляция важна для поддержания баланса между энергодающими и синтетическими реакциями в клетке. [c.231]

Что касается земных организмов, то в структурном и фупкциопальиом отношениях они подобны друг другу все организмы содержат одни и те же аминокислоты, имеют одинаковый механизм синтеза нуклеиновых кис-.IIOT и белка, обладают подобным генетическим аппаратом, постоянством биохимических путей метаболизма. Их активная жизнедеятельность проявляется в виде разнообразных функций биосферы, важнейшими из которых являются биогеохимические. [c.102]

В большинстве опытов по изучению метаболизма меченных по углероду мочевин все большая доля метки (от 10 до 60%), поглощенной растениями, переходит по мере увеличения длительности опытов от нескольких суток до нескольких недель в неидентифицированные соединения. По данным распределительной хроматографии, эти соединения, как правило, довольно хорошо растворяются в воде. Поэтому следует ожидать, что в растениях существуют важные и еш,е не открытые пути метаболизма мочевин. До сих пор не поступали сообщения о реакциях замещения в кольце, реакциях раскрытия циклов и реакциях отщепления атомов галогенов, строении комплексных и двойных соединений, образование которых, очевидно, еще не установлено. [c.106]

Использование радиоизотопов, в частности соединений, содержащих С, или чрезвычайно важное средство изучения путей метаболизма. Описание и оценка различных методик, разработанных для этой цели, содержатся в работах Дэгли и Чэпмена [8], Квей-ла [35], Уонга ([47] и Итона [14], поэтому здесь мы рассмотрим их лишь в общих чертах. [c.425]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология