Основы биохимии Том 2 - А. Ленинджер 1985

Биоэнергетика и метаболизм
Биосинтез аминокислот и нуклеотидов
Некоторые аминокислоты должны поступать в организм с пищей

Пути биосинтеза аминокислот и нуклеотидов рассматриваются в этой главе совместно по ряду причин. В молекулах аминокислот и нуклеотидов содержатся атомы азота, полученные из одних и тех же биологических источников. Более того, аминокислоты служат предшественниками при биосинтезе нуклеотидов. Есть и еще одно обстоятельство, связывающее аминокислоты и нуклеотиды: оба этих класса соединений играют роль элементарных единиц в биохимии наследственности. Нуклеотиды, кодирующие элементы нуклеиновых кислот, служат для сохранения и передачи генетической информации, тогда как аминокислоты, строительные блоки белков, обеспечивают ее реализацию.

Биосинтетические пути, ведущие к 20 аминокислотам, встречающимся в белках, и к восьми обычным нуклеотидам нуклеиновых кислот, многочисленны и по большей части довольно сложны. Мы не станем подробно описывать здесь все эти пути; вместо этого мы сосредоточим свое внимание на главных метаболических принципах, лежащих в их основе. Поскольку аминокислоты и нуклеотиды требуются организму в сравнительно небольших количествах, метаболический поток почти никогда не бывает здесь столь большим, как на путях, ведущих в животных тканях к углеводам или жирам. Вместе с тем для обеспечения синтеза белков и нуклеиновых кислот необходимо, чтобы различные аминокислоты и нуклеотиды образовывались в нужном соотношении и в надлежащее время, а это означает, что соответствующие биосинтетические пути должны регулироваться очень строго и координированно.

На других примерах мы уже убедились в том, что пути биосинтеза и расщепления тех или иных соединений неидентичны. Точно так же неидентичны они для аминокислот и нуклеотидов. Кроме того, и в этом случае биосинтетические и катаболические пути регулируются независимо друг от друга.

Разные виды живых организмов сильно различаются по своей способности синтезировать 20 различных аминокислот. Различаются они также и по способности использовать те или иные формы азота в качестве предшественников аминогрупп. Человек и белая крыса, например, могут синтезировать только 10 из 20 аминокислот, необходимых для биосинтеза белков (табл. 22-1). Эти 10 аминокислот называются заменимыми; организм синтезирует их сам из аммиака и различных источников углерода. Другие 10 аминокислот должны поступать в организм с пищей; их называют незаменимыми. Высшие растения оснащены в этом смысле лучше: они могут синтезировать все аминокислоты, необходимые им для синтеза белка. Более того, они могут использовать в качестве предшественников аминогрупп не только аммиак, но и нитраты. Очень сильно различаются по своей способности синтезировать аминокислоты микроорганизмы.

Таблица 22.1. Заменимые и незаменимые аминокислоты для человека и белой крысы

¹⁾ Незаменимой аминокислотой аргинин является только для молодых, растущих животных.

Escherichia coli, например, синтезирует из простых предшественников все аминокислоты, необходимые ей для синтеза белка, а молочнокислые бактерии неспособны к этому и некоторые аминокислоты должны получать в готовом виде, из среды.