Біосинтез амінокислот

В атмосфері елементарний азот (Ν2) присутня практично в необмеженій кількості. Перш ніж надійти в кругообіг азоту, він повинен бути відновлений до NH3 і включений («фіксований») в амінокислоти.

А. Симбиотическая фіксація азоту

Фіксувати атмосферний азот здатні лише деякі види бактерій і синьо-зелених водоростей. Вони знаходяться в грунті вільно або живуть у симбіозі з рослинами. Особливо важливе господарське значення має симбіоз між бактеріями роду Rhizobium і бобовими рослинами (Fabales), такими, як конюшина, боби або горох. Ці рослини дуже поживні завдяки високому вмісту білка.

У симбіозі з бобовими бактерії живуть в кореневих клубочках всередині рослинних клітин, так звані бактероїди. З одного боку, рослина постачає бактеріоди поживними речовинами, а з іншого, отримує користь від фіксованого азоту, який поставляє симбіонт. Фіксуючим N2 ферментом бактерій є нитрогеназа. Вона складається з двох компонентів: Fe-білка і FeMo-білка. Fe-білок, що містить [FeS4] -центр (див. С. 144), служить окислювально-відновної системою, яка приймає електрони від ферредоксина і передає їх у другий компонент, FeMo-білок. Цей молибденсодержащих білок переносить електрони на N2 і таким чином через різні проміжні стадії продукує NH3. Частина відновлювальних еквівалентів переноситься в побічну реакцію на H +. Тому поряд з NH3 завжди утворюється водень.

Б. Біосинтез амінокислот: загальні відомості

За особливостями біосинтезу Протеїногенні амінокислоти (див. С. 66) поділяються на п’ять сімейств. Члени кожного сімейства мають спільних попередників, які утворюються в цитратному циклі або при катаболізмі вуглеводів. Шляхи біосинтезу тут наведені схематично, більш докладно вони розглядаються на сс. 400 і 401.
У той час як рослини і мікроорганізми можуть цілком синтезувати всі амінокислоти, ссавці в ході еволюції втратили здатність до синтезу приблизно половини з 20 протеіногенних амінокислот. Тому незамінні амінокислоти повинні надходити з їжею. Так, організм вищих організмів не здатний синтезувати ароматичні амінокислоти de novo (тирозин не є незамінною амінокислотою тільки тому, що може утворитися з фенілаланіну). До незамінних амінокислот належать амінокислоти з розгалуженим бічним ланцюгом: валін і ізолейцин, а також лейцин, треонін, метіонін і лізин. Гістидин і аргінін є незамінними для щурів, але стосується це також людини – суперечливе. Наявність незамінних амінокислот у раціоні харчування, мабуть, суттєво принаймні під час росту організму. Поживна цінність білків (див. С. 348) вирішальним чином залежить від вмісту незамінних амінокислот. Рослинні білки часто бідні лізином або метіоніном. У той же час тварин білки містять всі амінокислоти в збалансованих співвідношеннях.

Замінні амінокислоти (аланін, аспарагінова і глутамінова кислоти та їх аміди, аспарагін і глутамін) утворюються в результаті трансамінування з проміжних метаболітів – 2-кетокислот. Пролин синтезується в достатніх кількостях з глутамату, а представники серинового сімейства (серин, гліцин і цистеїн) самі є природними метаболітами організму тварин.

Посилання на основну публікацію