Пути обмена в организме
Фенилаланин - незаменимая аминокислота, так как в клетках животных не синтезируется её бензольное кольцо. Тирозин - условно заменимая аминокислота, поскольку образуется из фенилаланина. Содержание этих аминокислот в пищевых белках (в том числе и растительных) достаточно велико. Фенилаланин и тирозин используются для синтеза многих биологически активных соединений. В разных тканях метаболизм этих аминокислот происходит поразному. В природе известно несколько путей биодеградации фенилаланина. Основными промежуточными продуктами катаболизма фенилаланина и метаболически связанного с ним тирозина у различных организмов выступают фумарат, пируват, сукцинат, ацетоацетат, ацетальдегид и др. У животных и человека фенилаланин и тирозин распадаются до фумарата (превращается в оксалоацетат, являющийся субстратом глюконеогенеза) и ацетоацетата (повышает уровень кетоновых тел в крови), поэтому эти аминокислоты по характеру катаболизма у животных относят к глюкокетогенным (смешанным). Основное количество фенилаланина расходуется по 2 путям:
• включается в белки;
• превращается в тирозин.
Превращение фенилаланина в тирозин прежде всего необходимо для удаления избытка фенилаланина, так как высокие концентрации его токсичны для клеток. Образование тирозина не имеет большого значения, так как недостатка этой аминокислоты в клетках практически не бывает.
Основной путь метаболизма фенилаланина начинается с его гидроксилирования, в результате чего образуется тирозин. Эта реакция катализируется специфической монооксигеназой - фенилаланингидраксилазой, коферментом которой служит тетрагидробиоптерин (Н4БП). Активность фермента зависит также от наличия Fe2+. Реакция необратима. Н4БП в результате реакции окисляется в дигидробиоптерин (Н2БП). Регенерация последнего происходит при участии дигидроптеридинредуктазы с использованием NADPH + H+.
Ниже на схеме показаны основные катаболические пути, а также несколько реакций биосинтеза, составляющих метаболизм фенилаланина и тирозина в организме животных. Переаминирование с превращением в фенилпируват (реакция а) протекает довольно легко, и образующийся продукт может окислительно декарбоксилироваться, превращаясь в фенилацетат. Последний может быть выведен из организма в виде конъюгатов глутамина. Этот путь разрушения фенилаланина реально существует и у человека, но, по-видимому, в ограниченной степени. Много внимания уделялось зависимому от птеридина гидроксилированию фенилаланина в тирозин, что частично объяснялось наличием такого тяжелого нарушения обмена, как фенилкетонурия, при которой этой реакции не происходит. Новорожденные с таким нарушением поначалу ничем не отличаются от здоровых детей, однако вскоре они начинают отставать в умственном развитии. Если поступление фенилаланина в организм такого ребенка ограничить до уровня, необходимого лишь для синтеза белков, то можно предотвратить развитие тяжелого дефекта. Некоторые дети на такой диете уже выросли до зрелого юношеского возраста без какого-либо отставания в умственном развитии, причем с возрастом у них повысилась переносимость фенилаланина.
