Материал: Сыровая А.О. и др Аминокислоты глазами химиков, фармацевтов, биологов. Т. 2

Так, из тирозина в организме синтезируются ряд важных веществ: тирамин и 3,4-дигидроксифенилаланин (предшественники катехоламинов), а также дийодтирозин, из которого образуется гормон тироксин. Нарушение обмена тирозина [дезаминирование с образованием 3-(4-гидроксифенил)

пировиноградной кислоты] вызывает наследств. заболевание олигофрению.

Тирозин является предшественником гормона надпочечников адреналина,

медиаторов норадреналина и дофамина, гормонов щитовидной железы тироксина и трийодтиронина и пигментов (рис.3).

3,4-диоксифенилаланин 3,4-диоксифенилаланин

Дофамин Меланин

Норадреналин

Адреналин

Рис 3. Превращение тирозина в организме человека Эти вещества способствуют правильной работе мозга и репродуктивным

функциям. Поэтому добавка тирозина имеет положительное влияние на фертильность.

Из тирозина синтезируются такие биологически активные вещества, как ДОФА тиреоидных гормонов (тироксин, трийодтиронин). ДОФА является предшественником катехоламинов (дофамин, адреналин, норадреналин) и

пигмента меланина. Гомогентизат является предшественником токоферолов,

пластохинона (у организмов, способных синтезировать эти соединения).

Гидроксилирование тирозина приводит к образованию ДОФА (3,4-

дигидроксифенилаланина). При последующем декарбоксировании образуется

51

дофамин. При дальнейшем гидроксилировании дофамин превращается в норадреналин (норэпинефрин). Донором водорода в этой реакции служит аскорбат (рис. 3). Наконец, метилирование норадреналина приводит к образованию адреналина (эпинефрина). Дофамин, норадреналин и адреналин являются медиаторами. Адреналин выполняет функции как медиатора, так и гормона. Цепочка химических преобразований, ведущая к образованию катехоламинов , представлена на рис.3 [20].

Рис. 3. Химические преобразования тирозина в катехоламины Ключевая и наиболее медленная стадия – превращение тирозина в L-ДОФА

(диоксифенилаланин), где особое значение имеет регулирующий фермент тирозингидроксилазы. Адреналин является гормоном надпочечников, а ДОФА-

медиатором ЦНС. Как видно из рис. 4 все указанные гормоны имеют сходное строение.

В процессе обмена тирозина, он подвергается реакциям гидроксилирования,

декарбоксилирования и метилирования с участием соответствующих ферментов что приводит к образованию катехоламинов.

52

Рис 4. Процесс обмена тирозина в организме Ниже на рис. 5 приведены пути превращения фенилаланина и тирозина,

которые приводят к синтезу биологически активных продуктов и во многом определяют физиологические состояния в организме человека.

Фенилаланин

Надпочечники ОПК Н2О

Глюкоза

СО2

Рис. 5. Пути превращения фенилаланина и тирозина в разных тканях.

Н4БП - тетрагидробиоптерин; Н2БП - дигидробиоптерин;

ПФ - пиридоксальфосфат; SAM - S-аденозилметионин.

53

Особенности обмена тирозина в разных тканях Обмен тирозина значительно сложнее, чем обмен фенилаланина. Кроме

использования в синтезе белков, тирозин в разных тканях выступает предшественником таких соединений, как катехоламины, тироксин, меланины, и

катаболизируется до СО2 и Н2О [15, 18-22].

Катаболизм тирозина в печени происходит в печени по гомогентизиновому пути показанному на рис. 6.

Рис. 6. Превращение тирозина в печени.

Специфический путь катаболизма включает несколько ферментативных реакций, завершающихся образованием фумарата и ацетоацетата:

трансаминирование тирозина с α-Кетоглутаратом (α-КГ) катализирует тирозинаминотрансфераза (кофермент ПФ) – индуцируемый фермент печени млекопитающих [21]. В результате образуется n-гидроксифенилпируват. В

реакции окисления n-гидроксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту происходит декарбоксилирование, гидроксилирование ароматического кольца и миграция боковой цепи. Реакцию катализирует фермент п-

гидроксифенилпируватдиоксигеназа, кофакторами которого выступают витамин С и Fe2+. Превращение гомогентизиновой кислоты в фумарилацетоацетат сопровождается расщеплением ароматического кольца. Эта реакция

54

катализируется диоксигеназой гомогентизиновой кислоты, в качестве кофермента содержащей Fe2+.

Обмен фенилаланина и тирозина связан со значительным количеством реакций гидроксилирования, которые катализируют оксигеназы. Ферменты оксигеназы (гидроксилазы) используют молекулу О2 и кофермент-донор водорода

(чаще - Н4БП). Для катализа оксигеназам необходимы кофакторы – Fe2+ или гем

(для некоторых - Сu+), а для многих ещѐ и витамин С.

Оксигеназы делят на 2 группы:

-монооксигеназы – один атом О2 присоединяют к продукту реакции, другой используют для образования Н2О;

-диоксигеназы – оба атома О2 используют для образования продукта реакции.

Почти все процессы расщепления ароматических колец в биологических системах катализируются диоксигеназами, подклассом ферментов, открытым японским биохимиком Осами Хайяши [9,10].

В результате разрыва бензольного кольца образуется малеилацетоацетат,

который в процессе цис- и транс-изомеризации превращается в фумарилацетоацетат. Гидролиз фумарилацетоацетата при действии фумарилацето-ацетатгидролазы приводит к образованию фумарата и ацетоацетата. Фумарат может окисляться до СО2 и Н2О или использоваться для глюконеогенеза. Ацетоацетат окисляется до конечных продуктов с выделением энергии (рис.6, 7).

Превращение тирозина в меланоцитах В пигментных клетках (меланоцитах) обмен тирозин идет по меланиновому

пути. Из тирозина синтезируются пигменты – меланины 2 типов: эумеланины и феомеланины.

55