Биохимия аминокислот - А. Майстер 1961

Роль аминокислот в питании
Антагонисты аминокислот
Общие замечания

Путем изменения структуры молекулы метаболитов можно получить соединения, которые уже не могут нормально функционировать в обмене веществ и тормозят обмен соответствующих природных аналогов. Классическим примером может служить торможение действия сукцинодегидрогеназы малоновой кислотой [160]. В последние годы интерес к антиметаболитам значительно возрос и были синтезированы многочисленные аналоги аминокислот, витаминов, пуринов и других метаболитов. Некоторые из них представляют интерес для биохимических исследований и для терапии [161 —164]. Механизм действия антиметаболитов еще не совсем ясен, однако известно, что они каким-то образом тормозят обмен природных аналогов. Поэтому антагонист может оказывать действие, сходное с влиянием недостаточности природного продукта обмена. Торможение нередко снимается одновременным или предварительным введением природного метаболита. В других случаях торможение устранить труднее или оно вообще необратимо. При истинно конкурентном торможении действие ингибитора пропорционально отношению его концентрации к концентрации природного метаболита, причем пропорциональность сохраняется в широких пределах концентраций. Не все аналоги природных продуктов обмена являются активными антагонистами; некоторые соединения, проявляющие антагонистическое действие в одних биологических системах, могут оказаться неактивными в других. Вместе с тем данный аналог может нередко проявлять активность у совершенно отличных друг от друга организмов. Взаимоотношения между определенными особенностями строения молекул и антагонистическим действием еще точно не установлены. Для выяснения этого вопроса необходимы дальнейшие исследования с применением изолированных ферментных систем. Примером подхода к решению этой проблемы могут служить работы Нейрата и сотрудников, широко исследовавших ингибиторы некоторых протеолитических ферментов. Полученные данные позволили сделать выводы о размерах и характере активных центров этих ферментов [165].

Халворсон и Шпигельман [166] провели интересную серию исследований, посвященных индуцированному присутствием субстратов образованию ферментов у дрожжей. Было изучено влияние многих антагонистов аминокислот на образование ферментов в отсутствие экзогенных источников азота. Присутствие данного антагониста предотвращало включение его гомолога и тормозило также использование всех остальных аминокислот, причем наблюдалось прямое соответствие между торможением роста и подавлением образования ферментов. Эти данные согласуются с другими работами, показавшими, что для синтеза белка необходимо одновременное наличие всех аминокислот [22, 75, 76].

При рассмотрении вопроса об аналогах аминокислот сразу бросается в глаза, что многие природные аминокислоты сходны по своей структуре. Имеется много примеров антагонистических отношений между двумя природными аминокислотами; картина значительно усложняется в системах, содержащих многие аминокислоты. Ниже рассмотрены некоторые простейшие описанные в литературе примеры взаимодействия между метаболитами и антиметаболитами в ряду аминокислот. Сводка имеющихся данных представлена в табл. 17. В ней перечислены природные аминокислоты наряду с их структурными аналогами, которые были испытаны в качестве антиметаболитов. При изучении антагонистического действия были использованы различные биологические системы. В большинстве случаев исследовали влияние антиметаболитов на скорость роста; проводились также различные опыты in vitro. Окончательный ответ на вопрос о механизме действия антиметаболитов будет, вероятно, получен при исследовании изолированных ферментных систем.

Таблица 17 Антагонисты аминокислот