Метаболизм серина и глицина

Глицин – единственная аминокислота у которой отсутствует ассиметрический атом углерода.В результате распада 2 аминокислот образуется 7 молекул:

-ацетилКоА -фумарат

-ацетоацетилКоА - сукцинилКоА

-ПВК - ЩУК

- а КГК

То есть аминокислоты, которые идут на биосинтез белка, н могут запасаться и идут на образование интермедиатов промежуточного обмена.

Глицин и серин – заменимые аминокислоты, синтезируются из метаболитов гликолиза:

CH2 – O – PO3H2 НАД НАД*Н2 СH2 – O – PO3H2 ГЛУ а КГК CH2 – O – РО3Н2

| | |

CH – OH C = O CH – NH2

| 3-фосфоглицератдегидрогеназа | трансаминирование |

COOH COOH COOH

3-фосфоглицериновая кислота 3-фосфооксиПВК 3-фосфосерин

 

CH2 – OH

Фн | В6

- CH – NH2 ПВК АЛА

фосфатаза | -NH3

COOH

серин

Глицин связан с серином через ТГФК (тетрагидрофолиевую кислоту) – это и есть путь биосинтеза глицина.

 

 

CH2 – NH2 N5, N10 – CH2OH – ТГФК CH2 – OH

| |

COOH сериноксиметилаза CH – NH2 + ТГФК

глицин |

COOH

серин

Пути метаболизма.

Глутатион ГЛИ пурины

Глюкуровая кислота белки

Креатин щавелевая кислота

Треонин серин желчные гем

кислоты

Оксидазы L-аминокислот глицин не дезаминирует. В тканях открыт специфический флавопротеид – глициноксидаза, который осуществляет эту реакцию:

 

O

//

CH2 – COOH + O2 + HOH C – H + NH3 + H2O2

| |

NH2 C = O

\

ОН глиоксиловая кислота

Глиоксиловая кислота окисляется до муравьиной кислоты:

О

СОН – СООН НСООН + СО2

 

НАДФ*Н2 НАДФ

НСООН + ТГФК N5,N10 – CH2 – OH – ТГФК

формильное производное ТГФК,

которое служит донатором оксиметильной

группы при взаимопревращении ГЛИ и СЕР

Возможно и такие взаимопревращения ГЛИ и ТРЕ:

O

// треонинальдолаза CH3

Синтез ТРЕ CH3 – C – H2N – CH2 – COOH |

\ CH – OH

H |

CH – NH2

|

COOH

Основным путём метаболизма ГЛИ считается его распад на СО2 и NH3:

H2N – CH2 – COOH + ТГФК CO2 + NH3 + N5,N10 – CH2 – ТГФК

Механизм этой реакции включает участие глицинрасщепляющей ферментной системы, состоящей из 4 белков: Р-белка, содержащего пиридоксальфосфат; Н-белка, содержащего липоевую кислоту; Т-белка, содержащего ТГФК и L-белка (липоамиддегидрогеназа). Биологический смысл данного пути метаболизма ГЛИ состоит в том, что образуется активный одноуглеродный фермент N5,N10 – CH2 – ТГФК, который используется в уникальных реакциях биосинтеза метионина, пуриновых полипептидов. Глицин входит в состав коллагена (30-35%). Коллаген составляет 50% общего белка организма и из этого количества 1/3 – глицин. Глицин участвует в синтезе ацетилхолина (основной медиатор парасимпатической нервной системы) основной стимулирующий агент CH3

N5,N10-CH2OH-ТГФК - СО2 SAM |

Глицин серин H2N – CH2 – CH2 – OH HO – CH2 – CH2 – N – CH3

этаноламин O холин |

|| CH3

+ CH3 – COSKoA (CH3)3N – (CH2)2 – O – C – CH3 + HS-KoA

ацетилхолин

Глицин играет роль в синтезе креатина. Реакция синтеза протекает в две стадии: первая стадия образования гуанидинацетата (гликоциамина) – осуществляется в почках при участии глицинтрансаминазы:

HN = C – NH2 HN = C – NH2 NH2

| | |

NH H2N NH + (CH2)3

| + | | |

(CH2)3 CH2 – COOH CH2 – COOH CH – NH2

| глицин гликоциамин |

CH – NH2 COOH

| орнитин

COOH

Лизин

 

Вторая стадия протекает в печени при участии гуанидинацетатметилтрансферазы:

HN = C – NH2

|

NH SAM

|

CH2 – COOH

гликоциамин

аденин

HN = C – NH2

| S – аденозилгалоцистеин CH2 – SH

N – CH3 |

| CH2

CH2 – COOH АТФ |

Креатин CH – NH2

|

OH креатинфосфокиназа COOH

|

NH = C – NH – P = O

| | АДФ HN = C – NH

H3C – N OH |

| фосфатаза H3C – N

CH2 – COOH - Фн |

Креатинфосфат CH2 – CO

креатинин

Креатинфосфат – буфер макроэргов мыщцы (главный энергетический ресурс мышц). Креатинин обладает седативным действием, эндогенный фактор нейрогуморального контроля, при депрессии концентрация креатинина возрастает. Креатин при помощи микросомального окисления в печени превращается в бензойную кислоту, которая в свою очередь взаимодействуя с глицином даёт гиппуровую кислоту:

COOH CO – NH – CH2

+ H2N – CH2 – COOH |

- HOH COOH

бензойная кислота гиппуровая кислота

В данном случае глицин играет детоксикационную функцию. Эта реакция лежит в основе пробы Квика.

Глицин принимает участие в синтезе пуринового кольца.

CO2 глицин

 

CH N

N5,N10-CH2-ТГФК

АСП N C CH метиленовое

производное ТГФК

 

 

HC C

Формильное

производное N NH

ТГФК

N5,N10-CH2OH-ТГФК амидный азот ГЛИ

Глицин поддерживает SH-группы активных центров ферментов в восстановленном состоянии, тем самым поддерживает активность этих ферментов.

Глутатион – антиоксидант, входит в систему защиты эритроцитов от окисляющего воздействия О2: ЦТК

HbFe(2) G-S-S-G НАД*Н2 ПЦ

НАДФ*Н2

О2

Ферменты:

1.метгемоглобинредуктаза

HbFe(3) 2GSH НАД 2.глутатионредуктаза

НАД

Синтез глутатиона.

COOH

| COOH O

CH – NH2 | ||

| + CH – NH2 АТФ COOH – CH – (CH2)2 – C – NH – CH – COOH

(CH2)2 | Mg |

| CH2 – SH CH2

COOH ЦИС |

ГЛУ SH

 

 

O O

|| ||

HOOC – CH – (CH2)2 – C – NH – CH – C – NH – CH2 – COOH

| |

NH2 CH2 – SH

 

Глутатион определяет ОВП клетки. При диабете, алкогольной интоксикации уровень глутатиона падает. Глицин принимает участие в синтезе ГЕНа (смотри биохимию крови):

Глицин + сукцинилКоА аминолевулиновая кислота порфобилиноген ГЕН

Глицин обеспечивает синаптическую передачу на уровне спинного мозга, его антагонистом является стрихнин.