Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980

Биосинтез; как образуются новые молекулы
Биосинтез мономеров
Цепи кетокислот. Процесс удлинения

Напомним, что превращение глиоксилата в пируват (см. рис. 11-6) осуществляется в последовательности реакций, напоминающей превращение оксалоацетата в ß-кетоглутарат в цикле трикарбоновых кислот (рис. 9-2). Обе эти последовательности могут служить примером общего принципа удлинения цепи ß-кетокислот, который очень часто реализуется в биосинтезе. Например, этот принцип используется при образовании лейцина и лизина. Последовательность реакций, приведенная в обобщенном виде на фиг. 11-7, включает четыре стадии: 1) конденсацию а-кетокислоты с ацетильной группой; 2) изомеризацию, протекающую путем дегидратации и регидратации (аконитаза в случае цикла трикарбоновых кислот); 3) дегидрирование и 4) ß-декарбоксилирование. Во многих случаях стадии 3 и 4 протекают одновременно и катализируются одним ферментом. Заметим, что образующаяся как промежуточное соединение оксикислота (рис. 11-7) должна изомеризоваться, так как гидроксильная группа присоединена к четвертичному углероду, не связанному с водородом. Гидроксильная группа в процессе этой изомеризации должна переместиться к соседнему атому углерода до того, как произойдет окисление до кетона. Однако в случае глиоксилата в изомеризации нет необходимости, поскольку группой R в этом случае является водород.

РИС. 11-7. Процесе удлинения цепи кетокислоти.

Можно возразить, что реакция цикла трикарбоновых кислот, при помощи которой оксалоацетат превращается в кетоглутарат, не следует точно по пути, показанному на рис. 11-7. Действительно, молекула СО₂, отщепляемая на стадии декарбоксилирования, происходит не от той части молекулы, которая происходит от ацетильной группы, а от той ее части, которая образуется из оксалоацетата. Тем не менее конечный результат в обоих случаях оказывается одним и тем же. Кроме того, в настоящее время известно, что существуют два фермента, катализирующих синтез цитрата, но обладающих разной стереоспецифичностью (гл. 7, разд. К,2, е). Поэтому вполне возможно, что сначала биосинтетический путь точно соответствовал последовательности реакций, приведенных на рис. 11-7.

В нижней части рис. 11-7 показана последовательность, в которой протекают некоторые из стадий процесса удлинения а-кетокислот. Видно, что в результате этой последовательности реакций глиоксилат (продукт, образующийся в ацетил-СоА-глиоксилатном цикле) может быть последовательно достроен до пирувата, оксалоацетата, а-кетоглутарата и предшественника лизина.