Микробиология - Гусев М.В.
Скачать (прямая ссылка):
+2H —H2O +2H
CH3-СО—CH2-СО—АПБ -> CH3-(СН2)2—СО—АПБ6.
В результате конденсации бутирил-АПБ с новой молекулой малонил-АПБ и последующего восстановления продукта реакции образуется молекула Се-жирной кислоты. Описанное выше последовательное наращивание С2-остатков приводит к синтезу жирных кислот, содержащих обычно 16—18 углеродных атомов. О факторах, определяющих длину жирной кислоты, известно мало. Возможно, причина прекращения синтеза жирной кислоты — потеря сродства синтезируемой кислоты к АПБ или каким-либо ферментам. Показано, например, что скорость реакции присоединения малонил-АПБ к растущему ацил-АПБ-со-единению понижается с увеличением длины цепи субстрата.
Жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов образуются в результате начальной конденсации пропионил-АПБ с малонил-АПБ:
CH3-CH2-СО—АПБ + НООС—CH2-СО—АПБ^-+ ->->СН3— (CH2) з—СО—АПБ.
В клетках прокариот компонентами липидов являются в основном насыщенные жирные кислоты или содержащие одну двойную связь (мононенасыщенные). Полиненасыщенные жирные кислоты, содержащие две и более двойных связи, найдены до сих пор только у цианобактерий. Образование двойных связей в молекуле кислоты может происходить двумя путями. Один из них, обнаруженный у аэробных прокариот, требует участия молекулярного кислорода и специфического фермента десатуразы:
CH3-(СН2)н—СО-АПБ+ V2O2-+ пальмитил-АПБ
5 Ацил — любой кислотный остаток.
6 Здесь и дальше стрелки указывают, что образование продукта происходит в результате нескольких ферментативных реакций.
74
^CH3-(CH2) 5—CH = CH- (CH2) 7—CO—АПБ + H2O. пальмитолеил-АПБ Дополнительные двойные связи могут быть введены в ту же молекулу в аналогичной реакции с участием того же фермента.
У облигатно анаэробных и некоторых аэробных прокариот функционирует иной механизм образования двойных связей. Он заключается в том, что последние вводятся в молекулу кислоты на ранней стадии ее синтеза в результате реакции дегидратации. Последовательность реакций включает образование АПБ-производного ?-окси-кислоты со средней длиной цепи, затем дегидратацию и последующее удлинение углеродной цепи молекулы, катализируемые ферментным комплексом. Одним из компонентов этого комплекса является дегид-ратаза, катализирующая этап дегидратации. Фермент проявляет высокую степень специфичности к длине цепи дегидратируемого АПБ-производного оксикислоты. У Е. coli имеется несколько различных ацил-АПБ-дегидратаз, одна из которых наиболее активна по отношению к АПБ-производному Сю-оксикислоты.
Пути, ведущие к синтезу фосфолипидов, состоят из нескольких этапов. Исходным субстратом служит фосфодиоксиацетон (промежуточное соединение гликолитического пути), восстановление которого приводит к образованию 3-фосфоглицерина:
CH2OH-CO-CH2O® + НАД • H2-^CH2OH-CHOH-Ch2O© +над4;
К 3-фосфоглицерину затем присоединяются два остатка жирных кислот в виде комплекса с АПБ. Продуктом реакции является фосфатидная кислота:
CH2OH
I
CHOH + ZR^1-ZQ-ть CH2O©
Активирование ее с помощью ЦТФ и последующее присоединение к фосфатной группе серина, инозита, глицерина или другого соединения приводят к синтезу фосфатидилсерина, фосфатидилинозита и фосфа-тидилглицерина соответственно (см. рис. 14).
Биосинтез аминокислот
Большинство прокариот способны синтезировать все аминокислоты, входящие в состав клеточных белков. В качестве исходных углеродных скелетов для биосинтеза аминокислот служит небольшое число промежуточных соединений различных метаболических путей (табл. 12). Введение в молекулу некоторых из них (щавелевоуксус-ной, а-кетоглутаровой, пировиноградной кислот) аминного азота приводит к образованию аспарагиновой, глутаминовой кислот и аланина. Однако в большинстве случаев исходные соединения должны подвергнуться значительным перестройкам, чтобы сформировать углеродный остов молекулы будущей аминокислоты.
Особенностью биосинтеза аминокислот является использование общих биосинтетических путей. Так, 19 из 20 аминокислот, входящих
CH2O- СО -R1 I
— CHO — СО— R2+ 2АГТБ.
I _ CH2O®
75
Таблица 12
Некоторые особенности биосинтеза аминокислот
Предшественник Метаболический путь, приводящий к образованию предшественника Аминокислоты с общими биосинтетическими путями Шавелевоуксусная кислота цикл трикарбоновых кислот реакции карбоксилирования аспарагиновая кислота
аспарагин
лизин
метионин
треонин
изолейцин сс-Кетоглутаровая кислота цикл трикарбоновых кислот глутаминовая кислота
аргинин
пролин 3.-Фосфоглицериновая кислота гликолиз цикл Кальвина серии
глицин
цистеин Пировиноградная кислота гликолиз
путь Энтнера — Дудорова аланин
валин
лейцин Фосфоенолпировиноградная кислота
Эритрозо-4-фосфат гликолиз
окислительный пентозофосфат-ный путь триптофан
тирозин
фенилаланин 5-Фосфорибозил-1 -пирофос-фат -f- АТФ окислительный пентозофосфат-ный путь гистидин в состав белков, можно по способу их происхождения разделить на 5 групп. Только одна аминокислота (гистидин) образуется по отдельному биосинтетическому пути. Азот вводится в молекулу аминокислоты посредством реакций аминирования, амидирования и переамини-рования. Реакция аминирования приводит к образованию из а-кето-глутаровой кислоты глутаминовой кислоты:
