Метаболизм аминокислот: общие пути метаболизма. Синтез мочевины


Предисловие

Белки составляют основу жизнедеятельности всех организмов, известных на нашей планете. Это сложноорганизованные орга–нические молекулы, которые имеют большую молекулярную массу и представляют собой биополимеры, состоящие из аминокислот. К биополимерам клетки также относятся нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, которые являются результатом полимеризации нуклеотидов.

Метаболизм белков и нуклеиновых кислот включает их синтез из структурных компонентов аминокислот и нуклеотидов соответ–ственно и распад до указанных мономеров с последующей их деградацией до конечных продуктов катаболизма - СО 2 , Н 2 О, NН 3 , мочевой кислоты и прочих.

Эти процессы химически сложно организованы и практически не существует альтернативных обходных путей, которые могли бы нормально функционировать при возникновении нарушений метаболизма. Известны наследственные и приобретенные заболевания, молекулярной основой которых являются изменения обмена аминокислот и нуклеотидов. Некоторые из них имеют тяжелые клинические проявления, но, к сожалению, в настоящее время не существует эффективных методов их лечения. Речь идет о таких заболеваниях, как подагра, синдром Леша-Нихана, ензимопатии аминокислотного обмена. В связи с этим детальное изучение обмена аминокислот и нуклеотидов в норме и их возможных нарушений имеет большое значение для формирования арсенала теоретических знаний, необходимых в практической деятельности врача.

При написании конспекта лекций «Метаболизм аминокислот и нуклеотидов» авторы не ставили перед собой задачу подробно описать все химические процессы и превращения аминокислот и нуклеотидов, которые любознательный студент может найти в любом учебнике по биохимии. Основной задачей было изложить материал так, чтобы сложные биохимические реакции воспринимались легко, доступно, понятно, с выделением главного. Для «сильных» студентов материалы лекций могут стать отправным пунктом в последующем, более глубоком изучении биохимических превращений. Для тех, кому биохимия не стала любимым предметом, лекции помогут сформировать основу биохимических знаний, необходимых при изучении клинических дисциплин. Авторы выражают надежду, что предлагаемый конспект лекций станет для студентов добрым помощником на пути к их будущей профессии.

Тема. Метаболизм аминокислот: общие пути метаболизма. Синтез мочевины
План

1 Пути превращения аминокислот в тканях.

2 Трансаминирование аминокислот.

3 Дезаминирование аминокислот. Непрямое дезаминирование.

5 Обмен аммиака. Биосинтез мочевины. Некоторые клинические аспекты.
1 Пути превращения аминокислот в тканях

Аминокислоты - основной источник азота для организма млекопитающих. Они являются связующим звеном между процессами синтеза и распада азотсодержащих веществ, в первую очередь белков. За сутки в организме человека обновляется до 400 г белка. В целом период распада всех белков организма человека составляет 80 суток. Необратимо распадается четвертая часть белковых аминокислот (около 100 г). Эта часть возобновляется за счет пищевых аминокислот и эндогенного синтеза - синтеза заменимых аминокислот.

В клетках постоянно поддерживается определенный стационарный уровень аминокислот - фонд (пул) свободных аминокислот. Этот фонд обновляется за счет поступления аминокислот и используется для синтеза биологически важных химических компонентов клетки, т.е. можно выделить пути поступления и использования клеточного пула аминокислот .

Пути поступления свободных аминокислот, образующих аминокислотный фонд в клетке:

1 Транспорт аминокислот из внеклеточной жидкости - транспортируются аминокислоты, которые всасываются в кишечнике после гидролиза пищевых белков.

2 Синтез заменимых аминокислот - в клетке из промежуточных продуктов окисления глюкозы и цикла лимонной кислоты могут синтезироваться аминокислоты. К заменимым аминокислотам относятся: аланин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, пролин, глицин, серин.


  1. Внутриклеточный гидролиз белков - это основной путь поступления аминокислот. Гидролитическое расщеп–ление тканевых белков катализируют лизосомальные протеазы. При голодании, онкологических и инфекцион–ных заболеваниях этот процесс усиливается.

Пути использования аминокислотного фонда:

1) Синтез белков и пептидов - это основной путь потребления аминокислот - 75-80% аминокислот клетки идет на их синтез.

2) Синтез небелковых азотсодержащих соединений:

Пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов;

Порфиринов;

Креатина;

Меланина;

Некоторых витаминов и коферментов (НАД, КоА, фолиевая кислота);

Биогенных аминов (гистамин, серотонин);

Гормонов (адреналин, тироксин, трийодтиронин);

Медиаторов (норадреналин, ацетилхолин, ГАМК).

3) Синтез глюкозы с использованием углеродных скелетов гликогенных аминокислот (глюконеоге–нез).

4) Синтез липидов с использованием ацетильных остатков углеродных скелетов кетогенных аминокислот.

5) Окисление до конечных продуктов обмена (СО 2 , Н 2 О, NH 3) - это один из путей обеспечения клетки энергией - до 10% общих энергетических потребностей. Все аминокислоты, которые не используются в синтезе белков и других физиологически важных cоединений, подвергаются расщеплению.

Существую общие и специфические пути метаболизма аминокислот. К общим путям катаболизма аминокислот относятся:

1) трансаминирование;

2) дезаминирование;


  1. декарбоксилирование.

2 Трансаминирование аминокислот
Трансаминирование аминокислот - основной путь дезаминирования аминокислот, который происходит без образования свободного NH 3 . Это обратимый процесс переноса NH 2 –группы с аминокислоты на –кетокислоту. Процесс открыли А.Е. Браунштейн и М.Б. Крицман (1937).

В трансаминировании могут принимать участие все аминокислоты, кроме треонина, лизина, пролина и гидроксипролина.

Реакция трансаминирования в общем виде выглядит следующим образом:
СООН СООН СООН СООН

НС - NH 2 + C = O C = O + НС - NH 2

R 1 R 2 R 1 R 2

аминокислота -кетокислота
Ферменты, которые катализируют реакции этого типа, называются аминотрансферазами (трансаминаза–ми ). В организме человека функционируют аминотрансфе–разы L–аминокислот. Акцептором аминогруппы в реакции являются -кетокислоты – пируват, оксалоацетат, -кето–глутарат. Наиболее распространенные аминотрансферазы – АлАТ (аланинаминотрансфераза), АсАТ (аспартатамино–трансфераза), тирозинаминотрансфераза.

Реакция, которую катализирует фермент АлАТ, представлена ниже:
СООН СООН CООН СООН

│ │ АлАТ │ │

НСNH 2 + C = O C = O + HCNH 2

│ │ │ │

CH 3 CH 2 CH 3 CH 2

Ала │ ПВК │

- кетоглутарат глу

Реакцию, которую катализирует фермент АсАТ, схематически можно изобразить следующим образом:
Асп + -кетоглутарат  Оксалоацетат + Глу.
Кофермент трансаминаз – пиридоксальфосфат (В 6) – входит в состав активного центра фермента. В процессе трансаминирования кофермент выполняет роль перенос–чика аминогруппы, и происходит взаимопревращение двух коферментных форм ПАЛФ(пиридоксаль–5–ф) и ПАМФ (пиридоксамин–5–ф):

NH 2 –группа

ПАЛФ  ПАМФ.

NH 2 –группа
Трансаминирование активно протекает в печени. Это позволяет регулировать концентрацию любых амино–кислот в крови, в том числе и поступивших с пищей (за исключением тре, лиз, про). Благодаря этому оптимальная смесь аминокислот переносится с кровью во все органы.

В ряде случаев может происходить нарушение трансаминирования аминокислот:

1) при гиповитаминозе В 6 ;

2) при лечении туберкулеза антагонистами трансами–аз – фтивазидом и его аналогами;

3) при голодании, циррозе и стеатозе печени наблюда–ется недостаток синтеза белковой части трансами–наз.

Для диагностики имеет значение определение активности аминотрансфераз в плазме крови. При патологических состояниях происходит усиление цитолиза в том или ином органе, что сопровождается повышением активности этих ферментов в крови.

Отдельные трансаминазы находятся в различных тканях в неодинаковом количестве. АсАТ больше в кардиомиоцитах, печени, скелетных мышцах, почках, поджелудочной железе. АлАТ – в рекордном количестве в печени, в меньшей степени - в поджелудочной железе, миокарде, скелетной мускулатуре. Следовательно, повышение активности АсАТ в крови более характерно для инфаркта миокарда (ИМ), а повышение активности АлАТ может свидетельствовать о цитолизе в гепатоцитах. Так, при остром инфекционном гепатите в крови активность АлАТ > АсАТ; но при циррозе печени - АсАТ > АлАТ. Незначительное повышение активности АлАТ имеет место также при ИМ. Поэтому определение активности сразу двух трансаминаз является важным диаг–ностическим тестом. В норме соотношение активностей АсАТ/АлАТ (коэффициент де Ритиса) составляет 1,330,42. При ИМ величина этого коэффициента резко возрастает, у больных инфекционным гепатитом, напротив, происходит снижение этого показателя.
3 Дезаминирование аминокислот. Непрямое дезамини–рование

С трансаминированием тесно связан процесс окислительного дезаминирования , в результате которого происходит отщепление NH 2 -группы с образованием NH 3 , Н 2 О и -кетокислоты. Дезаминирование аминокислот наиболее активно происходит в печени и почках.

Процесс катализируют ферменты оксидазы, кото–рые являются флавопротеинами. Существуют оксидазы L- и D-аминокислот. Оксидазы L–аминокислот ФМН–зависи–мые, D-аминокислот ФАД–зависимые.

Реакцию окислительного дезаминирования L-ами–нокислот схематически можно представить следующим образом:
ФМД ФМН·Н + Н 2 О NH 3

L –АК L –иминокислота -кетокислоты.

В организме человека активность оксидаз аминокислот крайне низкая.

Наиболее активно в клетках происходит окислительное дезаминирование L–глутаминовой кислоты:

НАД НАДН·Н + Н 2 О

L–глутамат L–иминоглутарат -КГ + NH 3 .

1 2
1 - Глутаматдегидрогеназа (может использовать как НАД + , так и НАДФ +);

2 - Эта стадия протекает неферментативно.

Схематически общее уравнение реакции (эта реакция обратима):
L-Глу + НАД + Н 2 О  -КГ + НАДН·Н + + NH 3

L –глутаматдегидрогеназа – фермент, катализирую-щий эту реакцию, который имеет высокую активностью и широко распространен в тканях млекопитающих.

Глутаматдегидрогеназа печени – регуляторный фермент, который локализован в митохондриях. Активность этого фермента зависит от энергетического статуса клетки. При дефиците энергии реакция происходит в направлении образования -кетоглутарата и НАДН. Н + , которые направляются в ЦЛК и окислительное фосфо–рилирование соответственно. В результате происходит усиление синтеза АТФ в клетке. Поэтому для глутамат–дегидрогеназы ингибиторы – АТФ, ГТФ, НАДН, а активатор – АДФ.

Большинство аминокислот дезаминируются путем не–прямого дезаминирования – это процесс сопряжения 2 ре–акций:

1 ) трансаминирование с образованием глутамата;

2 ) глутаматдегидрогеназная реакция.
аминокислота -КГ НАДН·Н +

NH 3 1 2 NH 3
-кетокислота Глутамат НАД
В этом случае биологический смысл трансаминирования (1 ) состоит в том, чтобы собрать аминогруппы всех распадающихся аминокислот в виде аминокислоты одного вида - глутамата. Далее глутаминовая кислота транспортируется в митохондрии, где подвергается окислительному дезаминированию под действием глутаматдегидрогеназы (2 ).

Наиболее активно непрямое дезаминирование происходит в печени. Здесь образующийся NH 3 поступает в цикл мочевинообразования для обезвреживания.

Направленность равновесных процессов трансами–нирования, непрямого дезаминирования во многом зависит от наличия и концентрации аминокислот и -кетокислот. При избытке аминного азота усиливается превращение аминокислот в соответствующие кетокислоты с последую-щей их энергетической и пластической утилизацией.
4 Декарбоксилирование аминокислот

Это процесс отщепления карбоксильной группы, которая находитсяв -положении аминокислоты, с образо-ванием аминов и СО 2 . В результате декарбоксилирования аминокислот образуются:


  1. биогенные амины (гистамин, дофамин, тирамин, –аминомасляная кислота - ГАМК и др).
Например:

СООН СН 2 NH 2

СНNH 2 СО 2 СН 2

СН 2 СООН

Глу ГАМК

Декарбоксилирование аминокислот с образованием биогенных аминов наиболее активно происходит в печени, мозге и хромаффинной ткани.

2) продукты «гниения белков в кишечнике», которые являются результатом декарбоксилирование ами–нокислот под действием микрофлоры кишечника. Из аминокислот образуются токсические продукты, например:

-СО 2
лизин кадаверин

-СО 2

орнитин путресцин
Всего в организме человека образуется более 40 различных аминов. Усиление синтеза аминов наблюдается при гипоксии и голодании. Местное увеличение синтеза, освобождение и инактивации катехоламинов, гистамина и серотонина свойственно очагам воспаления.

Злокачественные опухоли апудоцитарного проис–хождения, находящиеся в кишечнике, бронхах, поджелу–дочной железе, могут синтезировать большое количество серотонина (используя для этой цели до 60% суточной потребности триптофана).

Биогенные амины инактивируются под действием окислительных ФАД–зависимых ферментов - моноамино–оксидаз (МАО). Происходит окислительное дезаминиро–вание аминов до альдегидов.

R–CH 2 –NH 2 + ФАД + Н 2 О  R–CH + NH 3 + ФАДН 2
Продукты дезаминирования биогенных аминов – альдегиды – окисляются до органических кислот с помощью альдегиддегидрогеназ. Эти кислоты экскрети–руются с мочей или подвергаются дальнейшей окисли–тельной деградации. Кроме того, в деградации катехолами-нов принимает участие катехол–О–метилтрансфераза.
Некоторые клинические аспекты

В условиях блокады МАО (при терапии антидеп–рессантами) снижается способность разрушать амины. В этом случае организм может стать чувствительным к действию аминов. Например, прием в пищу сыра и употребление некоторых сортов красного вина, которые богаты тирамином , на фоне терапии ингибиторами МАО ведет к гипертензии.

Снижение активности МАО наблюдается при избытке тиреоидных гормонов.

Повышение активности МАО может происходить при авитаминозе В 1 , т.к. один из продуктов обмена В 1 является ингибитором МАО.
5 Обмен аммиака. Биосинтез мочевины. Некоторые клинические аспекты

Аммиак – это один из конечных продуктов обмена азотсодержащих веществ. Это составляющая фракции остаточного азота сыворотки крови (наряду с мочевиной, мочевой кислотой, креатинином, индиканом). В крови концентрация аммиака невелика - 25-40 мкмоль/л. При более высоких концентрациях он оказывает токсическое действие на организм.

Аммиак токсичен, в первую очередь для ЦНС. Токсичность аммиака связана с его способностью нарушать функционирование ЦЛК, т.к. NH 3 выводит из ЦЛК –кетоглутарат:
–КГ + NH 3 + НАДН. Н +  Глу + НАД + + Н 2 О.
В итоге восстановительного аминирования –кето–глутарата происходит снижение активности ЦЛК в клетках ЦНС, что, в свою очередь, угнетает активность аэробного окисления глюкозы. В результате нарушается энергопро–дукция и развивается гипоэнергетическое состояние, т.к. глюкоза – это основной источник энергии для головного мозга.
NH 3 образуется в ходе следующих процессов :

1) окислительного дезаминирования аминокислот – это основной путь продукции NH 3 ;


  1. дезаминирования биогенных аминов;

  2. дезаминирования пуриновых оснований (аденин, гуанин);

  3. катаболизм пиримидиновых нуклеотидов.
В головном мозге основной источник образования NH 3 – дезаминирование АМФ до инозинмонофосфата (ИМФ):

АМФ + Н 2 О  ИМФ + NH 3 .

Фермент, который катализирует эту реакцию, - аденозиндезаминаза.

Аммиак транспортируется кровью к печени и почкам для обезвреживания в составе аминокислот, среди которых основными являются глутамин, аспарагин, аланин.

Обезвреживание NH 3 происходит практически сразу после его образования, т.к. в тканях он сразу же включается в состав аминокислот, главным образом глутамина. Однако для дальнейшей детоксикации и выведения амиака существуют биохимические процессы в печени и почках, которые и являются основными путями обезвреживания NH 3 .

Выделяют следующие механизмы обезвреживания NH 3 :

1 ) восстановительное аминирование –кетоглутарата;

2 ) образование амидов аминокислот – аспарагина и глутамина;

3 ) образование аммонийных солей в почках;

4 ) синтез мочевины.

В тканях аммиак подлежит немедленной нейтрализа–ции. Это достигается путем сочетания процессов (1 ) и (2 ).


  1. Восстановительное аминирование –кетоглутарата :

NH 3 + –КГ + НАДН . Н + Глу + НАД + Н 2 О.

Фермент - глутаматдегидрогеназа
Для этого процесса необходимы значительные концентрации –КГ. Для того чтобы не было перерасхода –КГ и работа ЦЛК не была нарушена, –КГ пополняется за счет превращения ПВК  ОА  –КГ.

2 ) Образование амидов – это важный вспомогательный механизм обезвреживания NH 3 в тканях путем его связывания с Глу или Асп.

Асп + АТФ + NH 3 Асн + АМФ + ФФ нн

Фермент - аспарагинсинтаза

Глу + АТФ + NH 3 Глн + АМФ + ФФ нн

Фермент - глутаминсинтаза
Этот процесс наиболее активен в ЦНС, мышцах, почках, печени (для поддержания внутренней концентрации NH 3). Главным образом глн является транспортной формой нетоксичного NH 3 из мозга, мышц и др. тканей. Глутамин легко проникает через мембрану, т.к. при физиологических значениях рН он не имеет заряда. При физической нагрузке аланин активно транспортирует NH 3 от мышц к печени. Кроме того, большое количество аланина содержит кровь, оттекающую из кишечника. Этот аланин также направляется в печень для глюконеогенеза.

3 ) Глн и асн с током крови попадают в почки, где подвергаются гидролизу с помощью специальных ферментов – глутаминазы и аспарагиназы, которые есть и в печени:

Асн + Н 2 О  Асп + NH 3 .

Глн + Н 2 О  Глу + NH 3 .

Освободившийся в канальцах почек NH 3 нейтрализуется с образованием солей аммония, которые выводятся с мочей:

NH 3 + Н + + Сl -  NH 4 Cl.

4 ) Синтез мочевины - это основной путь обезвреживания аммиака. На долю мочевины приходится 80% экскретируемого азота.

Процесс образования мочевины происходит в печени и представляет собой циклический процесс, который называется «орнитиновый цикл» (цикл Кребса–Гензелайта).

В цикле принимают участие две аминокислоты, которые не входят в состав белков – орнитин и цитруллин, и две протеиногенные аминокислоты – аргинин, аспарагин.

Процесс включает пять реакций: первые две протекают в митохондриях, остальные - в цитозоле гепатоцитов. Некоторые ферменты мочевинообразования есть в мозге, эритроцитах, сердечной мышце, однако весь набор ензимов есть только в печени.

І реакция – это синтез карбамоилфосфата:

СО 2 + NH 3 + 2АТФ  NH 2 –CО–Ф + 2АДФ + Ф н.

Фермент - карбамоилфосфатсинтаза І (митохонд–риальный). Существует также карбамоилфосфатсинтаза ІІ (в цитозоле), которая участвует в синтезе пиримидиновых нуклеотидов.

Карбамоилфосфатсинтаза І - регуляторный фермент, для которого активатором является N –ацетилглутамат .

ІІ реакция – включение карбамоилфосфата в циклический процесс. В этой реакции происходит его конденсация с орнитином), в результате чего образуется цитруллин (реакция также происходит в митохондриях).

III реакция - образование аргининосукцината. Это вторая реакция, в которой используется энергия АТФ.

IV реакция - расщепление аргининосукцината с образованием аргинина и фумарата. Последний может поступать в ЦЛК, усиливая его работу. Т.о. это анаплеротическая (пополняющая) реакция для ЦЛК.

V реакция - регенерация орнитина с образованием мочевины.
Схема синтеза мочевины

СО 2 + NH 3 + 2АТФ  карбамоилфосфат + 2АДФ + Ф н

1
NH 2 –CО–NH 2

(мочевина) Орнитин

5 2

Аргинин Цитруллин

4 3 АТФ

Фумарат АМФ

Аргининосукцинат ФФ н

Ферменты:

1 - карбамоилфосфатсинтаза;

2 - орнитинкарбамоилтрансфераза;

3 - аргининосукцинатсинтаза;

4 - аргининосукцинатлиаза;

5 - аргиназа (сильными ингибиторами фермента являются орнитин и лизин, конкурирующие с аргинином, активаторы - Са 2+ и Мn 2+).

Орнитин, который восстанавливается в ходе цикла, может запускать новый цикл мочевинообразования. По своей роли орнитин аналогичен оксалоацетату в ЦЛК. Для прохождения одного цикла необходимо 3 АТФ, которые используются в 1–й и 3–й реакциях.

Орнитиновый цикл тесно взаимосвязан с ЦЛК.

Схематически взаимосвязь можно представить так:
2 АТФ

Орнити- СО 2

новый ЦЛК

цикл

Фумарат АТФ

Аспартат

Это «двухколесный велосипед» Кребса – ни одно колесо не способно «вращаться» без исправного функционирования второго.

Экскреция синтезированной мочевины обеспечивается почками. За сутки выделяется 20-35 г мочевины. При изменении количества белка в пище с целью поддержания азотистого равновесия скорость синтеза мочевины в организме изменяется:

белка с пищей  синтез ферментов цикла  синтез мочевины,

если  катаболизм белков синтез мочевины количество

выводимого азота.

Усиление катаболизма белков и, следовательно, повыше–ние экскреции мочевины наблюдаются при голодании и сахарном диабете.

При заболеваниях печени, которые сопровождаются нарушением синтеза мочевины, увеличивается концентра–ция аммиака в крови (гипераммониемия) и, как следствие, развивается печеночная кома.


Генетические дефекты ферментов синтеза мочевины

Известны врожденные метаболические нарушения, обусловленные недостатком каждого из пяти ферментов цикла.

При нарушении синтеза мочевины наблюдается повышение концентрации аммиака в крови - гипераммониемия, которая наиболее выражена при дефекте 1–го и 2–го ферментов.

Клинические симптомы - общие для всех нарушений орнитинового цикла: рвота (у детей), отвращение к богатым белками продуктам, нарушение координации движений, раздражительность, сонливость, умственная отсталость. В некоторых случаях может наступить смерть в течение первых месяцев жизни.

Диагностирование нарушений проводят:

1) путем определения концентрации аммиака и промежуточных продуктов орнитинового цикла в крови и моче;

2) путем определения активности ферментов в биоптатах печени.

К наследственным энзимопатиям орнитинового цикла относятся:


  • гипераммониемия І типа – недостаток карбамоил–фосфат–синтазы І (немногочисленные случаи, тяжелая гипераммониемия);

  • гипераммониемия ІІ типа – недостаток орнитин–карбамоилтрансферазы (многочисленные случаи). В крови, спинномозговой жидкости и моче повышается концентрация аммиака и глутамина, Увеличение концентрации аммиака приводит к повышению активности глутаминсинтазы;

  • цитруллинемия – дефект аргининосукцинатсинтазы (редкое заболевание). С мочой экскретируется большое количество цитруллина, повышается концентрация цитруллина в плазме и спинномозковой жидкости;

  • аргининосукцинатная ацидурия – дефект аргинино–сукцинатлиазы (редкое заболевание). Повышается концентрация аргининосукцината в крови, спинномозговой жидкости и моче. Болезнь, как правило, развивается рано и приводит к фатальному исходу в раннем возрасте. Для диагностики этого заболевания используют определение наличия аргининосукцината в моче (хроматография на бумаге) и эритроцитах (дополнительно). Раннюю диагностику проводят путем амниоцентеза;

  • аргининемия - дефект аргиназы. Наблюдается повышение концентрации аргинина в крови и спинномозговой жидкости (в эритроцитах низкая активность аргиназы). Если больного перевести на малобелковую диету, то концентрация аммиака в крови снижается.

Лекция 2

Тема. Специализированные пути метаболизма

аминокислот и циклических аминокислот.

Наследственные энзимопатии

аминокислотного обмена
План

1 Пути метаболизма безазотистого скелета аминокис–лот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты.

2 Метаболизм глицина и серина.

3 Метаболизм серусодержащих аминокислот. Синтез креатина.

4 Метаболизм аминокислот с разветвленной цепью.

5 Метаболизм циклических аминокислот (фенилала–нина, тирозина, триптофана и гистидина).

6 Наследственные нарушения обмена аминокислот .
1 Пути метаболизма безазотистого скелета аминокис–лот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты

Безазотистые скелеты аминокислот (–кетокисло–ты) образуются в результате реакций трансаминирования и дезаминирования.

Углеродные скелеты протеиногенных аминокислот после отщепления NH 2 –группы превращаются в конечном итоге в 5 продуктов, которые вовлекаются в ЦЛК: ацетил–КоА, фумарат, сукцинил–КоА, –кетоглутарат, оксало–ацетат.

В ЦЛК происходит полное окисление углеродных скелетов аминокислот с высвобождением значительного количества энергии, которое соизмеримо количеством энергии, высвобождающимся при аэробном окислении 1 молекулы глюкозы.

Схематически пути вхождения -кетокислот в ЦЛК показаны ниже:

Ала, Цис, Тре

Гли, Сер,

ПВК

Ацетил–КоА

Ацетоацетил-КоА

Асн, Асп

ОА

Тир, Фен, Трп
ЦЛК

Фумарат

–КГ

Глн, Глу, Арг, Гис, Про

Сукцинил-КоА

Иле, Вал, Мет

Гликогенные и кетогенные аминокислоты

Гликогенные аминокислоты – это аминокислоты, которые могут быть субстратами для синтеза глюкозы, т.к. мо–гут превращаться в пируват, оксалоацетат, фосфоенол–пируват - это соединения–предшественники глюкозы при глюконеогенезе. К таким аминокислотам относятся все протеиногенные аминокислоты за исключениемЛей, Лиз.

Кетогенные аминокислоты – это субстрат для кетогенеза и синтеза липидов. К ним относятся Лей, Лиз, Иле, Тир, Трп, Фен. Лей и Лиз - это истинно кетогенные аминокислоты, т.к. Иле, Трп, Фен могут быть одновременно и гликогенными.
2 Метаболизм глицина и серина
Глицин превращается в серин с участием коферментной формы фолиевой кислоты (Вс) - тетрагидрофолиевая кислота, или ТГФК (Н 4 –фолат).
3 Метаболизм серусодержащих аминокислот. Синтез креатина

Метионин – это незаменимая аминокислота, которая является основным донором метильных групп в реакциях метилирования.

Активная форма – S-аденозилметионин (SAM), реакция образования которого показана ниже:
Мет + АТФ  S-Аденозилметионин + ФФн + Фн.

Фермент - метионинаденозилтрансфераза.

SAM участвует в реакциях метилирования при синтезе: холина, креатина, адреналина, меланина, нуклеотидов, растительных алкалоидов. После переноса СН 3 -группы SAM превращается в S-аденозилгомоцистеин, который в результате последовательности реакций восстанавливается до метионина:
S-аденозилметионин S-аденозилгомоцистеин

аденозин

метионин пищи
метионин гомоцистеин.

сукцинил–КоА

Этот циклический процесс не может функционировать без постоянного поступления Мет, т.к. Мет расходуется в реакциях катаболизма.

Мет как донор метильных груп принимает участие в синтезе креатина.
Синтез креатина

Креатин – основной субстрат для образования креатинфосфата в мышцах и нервной ткани. Синтез креатина происходит последовательно в почках и печени (некоторая часть его может синтезироваться в поджелудочной железе).

Выделяют две стадии синтеза:

1 Происходит в почках:

Арг + Глн Орнитин + Гликоциамин.

(Гуанидинацетат )

Фермент - глицинамидинотрансфераза (трансами–наза).
2 Происходит в печени после транспорта из почек гликоциамина:
S–Аденозилметионин S–Аденозилгомоцистеин

Гликоциамин Креатин

Фермент - гуанидинацетатметилтрансфераза.
Далее креатин фосфорилируется с образованием макроэргического фосфата - креатинфосфата, который является формой депонирования энергии в мышцах и нервной системе. Фермент, катализирующий эту реак–цию, - креатинфосфокиназа (КФК):

Креатин + АТФ Креатин–ф + АДФ

неферментативно

креатинин с мочой.
Цис - этозаменимая аминокислота, основная роль которой состоит в следующем:

1) принимает участие в стабилизации структуры белков и пептидов - образует дисульфидные связи;


  1. является структурным компонентом трипептида глутатиона (глу-цис-гли), который в качестве кофермента и принимает участие в функционировании антиоксидантной системы организма, транспорте некоторых аминокислот через мембраны, восстановле–нии аскорбиновой кислоты из дегидроаскорбиновой и т.д.
Глутатион – это кофермент такой оксидоредуктазы, как глутатионпероксидаза. Этот селенсодержащий фермент катализирует реакцию детоксикации органических пероксидов. Это важный механизм предотвращения перекисного окисления липидов, которое может быть стимулировано под действием радиации или ксенобиотиков. Т.о. глутатион является внутриклеточным антиоксидантом;

3) при катаболизме цис образуется пируват, который используется как субстрат для глюконеогенеза, т.е. цис - гликогенная аминокислота;


  1. принимает участие в синтезе таурина - физиоло–гически важного соединения, которое необходимо для образования парных желчных кислот, может выполнять функцию медиатора в ЦНС и важен в функционировании миокарда.
Таурин образуется в реакции:

-СО 2

Цис  Цистеиновая кислота Таурин

СН 2 – СН – СООН СН 2 – СН 2

HO 3 S NH 2 SH NH 2
Таурин способствует снижению уровня холестерина при атеросклерозе, т.к. участвует в синтезе желчных кислот.

Аминокислоты с разветвленной цепью (АКРЦ) -валин, лейцин, изолейцин - при катаболизме превращаются в –кетокислоты (оксикислоты с разветвленной цепью - ОКРЦ). - NH 3

АКРЦ ОКРЦ

Этапы окисления АКРЦ:

1) трансаминирование:

АКРЦ + –КГ  ОКРЦ + Глу.

Фермент - АКРЦ–аминотрансфераза .

Наибольшая активность этого фермента наблюдается в сердце, почках, меньше – в скелетных мышцах, самая низкая – в печени;

2) дегидратация ОКРЦ до промежуточных продуктов ЦЛК . Фермент - дегидрогеназа ОКРЦ – локализован во внутренней мембране митохондрий и катализирует реакцию окислительного декарбоксилирования, в результате которой образуются промежуточные продукты ЦЛК:

Лей  ацетил–КоА и ацетоацетат.

Вал, Иле  сукцинил–КоА.
Катаболизм Вал и Иле (как и Мет) до сукцинил–КоА сопровождается образованием пропионил–КоА и метилмалонил–КоА:

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Э. БАУМАНА

Факультет Биомедицинская техника

Кафедра Медико-технические информационные технологии

Метаболизм аминокислот и его роль в жизнедеятельности организма

(по биохимии)

Евдокимова М.П. Группа: БМТ2-32

Руководитель: Ершов Ю.А.

Москва 2012

Понятие аминокислоты

Метаболизм аминокислот

Основные пути обмена аминокислот

Дезаминирование

Трансдезаминирование

Декарбоксилирование

Нарушение обмена аминокислот

Заключение

органическое соединение метаболизм аминокислота тирозин

Цель: Описать пути обмена аминокислот и определить значимость метаболического процесса.

Понятие Аминокислоты

Аминокислоты -- важнейшие, а некоторые из них жизненно важные органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

В живых организмах аминокислоты выполняют множество функций. Они являются структурными элементами пептидов и белков, а так же других природных соединений. Для построения всех белков, будь то белки из самых древних линий бактерий или из высших организмов, используется один и тот же набор из 20 различных аминокислот, ковалентно связанных друг с другом в определенной, характерной только для данного белка последовательности. Поистине замечательное свойство клеток - это их способность соединять 20 аминокислот в различных комбинациях и последовательностях, в результате чего образуются пептиды и белки, обладающие совершенно разными свойствами и биологической активностью. Из одних и тех же строительных блоков разные организмы способны вырабатывать такие разнообразные продукты, как ферменты, гормоны, белок хрусталика глаза, перья, паутина, белки молока, антибиотики, ядовитые вещества грибов и многие другие соединения, наделенные специфической активностью. Также некоторые из aминoкиcлoт являются нейромедиаторами или предшественниками нейромедиаторов, медиаторов или гормонов.

Метаболизм аминокислот

Важнейшую и незаменимую роль в жизни организмов играет обмен аминокислот. Непротеиногенные aминoкиcлoты oбpaзyютcя в качестве прoмeжyточныx продуктов при биоcинтeзе и деградации протеиногенных аминокислот или в цикле мочевины. Кроме того, для животных и человека аминокислоты - строительные блоки белковых молекул - являются главными источниками органического азота, который используется, в первую очередь, для синтеза специфических организму белков и пептидов, а из них - азотсодержащих веществ небелковой природы (пуриновые и пиримидиновые основания, порфирины, гормоны и др.).

При необходимости аминокислоты могут служить источником энергии для организма, главным образом, за счет окисления их углеродного скелета.

Основные направления метаболизма аминокислот.

Кажущееся постоянство химического состава живого организма поддерживается за счет равновесия между процессами синтеза и разрушения составляющих его компонентов, т.е. равновесия между катаболизмом и анаболизмом. В растущем организме такое равновесие смещено в сторону синтеза белков, т.е. анаболическая функция преобладает над катаболической. В организме взрослого человека в результате биосинтеза ежесуточно обновляется до 400 г белка. Причем, разные белки обновляются с различной скоростью - от нескольких минут до 10 и более суток, а такой белок, как коллаген, практически не обновляется за все время жизни организма. В целом период полураспада всех белков в организме человека составляет около 80 суток. Из них необратимо распадается примерно четвертая часть протеиногенных аминокислот (около 100 г), которая должна возобновляться за счет белков пищи, остальные аминокислоты частично синтезируются организм. При недостаточном поступлении белков с пищей организм использует белки одних тканей (печени, мышц, плазмы и др.) для направленного синтеза белков других жизненно важных органов и тканей: сердечной мышцы и т.д. Биосинтез белков осуществляется лишь при наличии в качестве исходных мономеров всех 20 природных аминокислот, причем каждой в нужном количестве. Длительное отсутствие и недостаточное поступление даже одной из 20 аминокислот приводит к необратимым изменениям в организме.

Белки и аминокислоты - это самые главные азотсодержащие соединения животных организмов - на их долю приходится более 95% биогенного азота. С обменом белков и аминокислот неразрывно связано понятие азотистого баланса (АБ), под которым понимают разницу между количеством азота, введенного в организм с пищей (Nввед) и количеством азота, выведенного из организма (Nвывед) в виде конечных продуктов азотистого обмена, преимущественно мочевины:

АБ = N введ - N вывед, [г·сутки -1 ]

При положительном азотистом балансе биосинтез белков преобладает над процессами их распада, т.е. из организма выводится меньше азота, чем поступает. Положительный азотистый баланс наблюдается в период роста организма, а также при выздоровлении после истощающих заболеваний. При отрицательном азотистом балансе распад белков преобладает над их синтезом, и азота из организма выводится больше, нежели поступает. Такое состояние возможно при старении организма, голодании и различных истощающих заболеваниях. В норме у практически здорового взрослого человека наблюдается азотистое равновесие, т.е. количество азота, введенного в организм, равно количеству выделенного. Нормы белка в питании при достижении азотистого равновесия составляют в среднем 100-120 г·сутки -1 .

Всасывание свободных аминокислот, образовавшихся в результате гидролиза белков, происходит, в основном, в тонком разделе кишечника. Данный процесс представляет собой активный транспорт молекул аминокислот, требующий энергии и зависящий от концентрации ионов Na+. Обнаружено более пяти специфических транспортных систем, каждая из которых переносит наиболее близкие по химическому строению аминокислоты. Разные аминокислоты могут конкурировать друг с другом за участки связывания на встроенных в мембрану транспортных белках (см. главу 15 настоящего Раздела). Таким образом, всосавшиеся аминокислоты в кишечнике попадают через портальную систему в печень, а затем поступают в кровь.

Дальнейший катаболизм аминокислот до конечных продуктов представляет собой совокупность реакций дезаминирования, трансаминирования и декарбоксилирования. При этом каждой индивидуальной аминокислоте соответствует свой специфический метаболический путь.

Дезаминирование аминокислот

Дезаминирование - это отщепление аминогрупп от аминокислот с образованием аммиака. Именно с реакций дезаминирования чаще всего начинается катаболизм аминокислот. В живых организмах возможно четыре типа дезаминирования аминокислот.

Общим продуктом всех четырех типов дезаминирования является аммиак - довольно токсичное для клеток и тканей соединение, поэтому он подвергается обезвреживанию в организме (см. далее). В результате дезаминирования за счет «потерянных» в форме аммиака аминогрупп уменьшается суммарное количество аминокислот. Для большинства живых организмов, в том числе и человека, характерно окислительное дезаминирование аминокислот, в то время как другие типы дезаминирования встречаются только у некоторых микроорганизмов.

Окислительное дезаминирование L-аминокислот осуществляется оксидазами, присутствующими в печени и почках. Распространенным коферментом оксидазы L-аминокислот является ФМН, выполняющий роль переносчика водорода с аминокислоты на кислород. Суммарная реакция окислительного дезаминирования выглядит следующим образом:

R-CH(NH 2)-COOH + ФМН + H 2 O >

> R-CO-COOH + ФМНН 2 + NH 3 + Н 2 О 2

В ходе реакции образуется промежуточное соединение - иминокислота, которая затем гидратируется с образованием кетокислоты. Кроме кетокислоты и аммиака - как основных продуктов дезаминирования, в данной реакции образуется еще и пероксид водорода, который затем разлагается на воду и кислород при участии каталазы:

Н 2 О 2 > Н 2 О + ЅО 2

Окислительное дезаминирование, как самостоятельный процесс, играет незначительную роль в превращении аминогрупп аминокислот; с большой скоростью дезаминируется только глутаминовая кислота. Данную реакцию катализирует фермент глутаматдегидрогеназа, коферментом которой выступает NAD или NADH. Активность глутаматдегидрогеназы регулируется аллостерическими модификаторами, в роли ингибиторов выступают ГТФ и АТФ, а в роли активаторов - ГДФ и АДФ. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты можно представить следующей схемой:

НООС-CH 2 -CH 2 -CH(NH 2)-COOH + NAD >

> НООС-CH 2 -CН 2 -СО-СOOH + NH3 + (NADH + Н+)

Данная реакция обратима, но в условиях живой клетки равновесие реакции смещено в сторону образования аммиака. Другие, не окислительные типы дезаминирования характерны для cерина, цистеина, треонина и гистидина. Остальные аминокислоты подвергаются трансдезаминированию.

Трансдезаминирование. Трансдезаминирование представляет собой основной путь катаболического распада аминокислот. По названию процесса нетрудно догадаться, что он протекает в два этапа. Первый - трансаминирование, а второй - собственно окислительное дезаминирование аминокислоты. Трансаминирование катализируется ферментами аминотрансферазами, называемыми также просто трансаминазами. В качестве кофермента аминотрансферазы выступает пиридоксальфосфат (витамин В6). Суть трансаминирования состоит в переносе аминогруппы с б-aминокислоты на б-кетокислоту. Таким образом, реакция трансаминирования является межмолекулярным окислительно-восстановительным процессом, в котором участвуют атомы углерода не только взаимодействующих аминокислот, но и пиридоксальфосфата.

Декарбоксилирование аминокислот

Декарбоксилирование аминокислот представляет собой процесс отщепления карбоксильной группы от аминокислоты в форме СО2. Декарбоксилированию в условиях живого организма могут подвергаться некоторые аминокислоты и их производные. Декарбоксилирование катализируется специальными ферментами - декарбоксилазами, коферментом которых (за исключением гистидиндекарбоксилазы) служит пиридоксальфосфат. Продуктами декарбоксилирования являются амины, обладающие биологической активностью - биогенные амины. К этой группе соединений принадлежат большинство нейромедиаторов и регуляторных факторов местного действия (тканевые медиаторы, регулирующие обмен веществ). Реакцию декарбоксилирования произвольной аминокислоты можно представить в следующем виде:

Декарбоксилаза

Образование биологически активных аминов

Табл. Предшественники, химическое строение, биологическая роль биогенных аминов

Нарушения обмена аминокислот

Обмен веществ в организме - очень важный процесс. Любое отклонение от нормы может привести к ухудшению состояния здоровья человека. Различают наследственные и приобретенные нарушения обмена аминокислот. Наибольшая скорость обмена аминокислот наблюдается в нервной ткани. По этой причине в психоневрологической практике различные наследственные аминоацидопатии считаются одной из причин слабоумия.

Нарушение обмена тирозина.

Тирозин, помимо участи в синтезе белков, является предшественииком гормонов надпочечников адреналина, норадреналина, медиатора дофамина, гормонов щитовидной железы тироксины трийодтиронина, пигментов. Нарушение обмена тирозина многочисленны и называются тирозинемии.

Тирозинемия I типа.

Этиология. Болезнь возникает при недостаточности фумарилацетоацетат-гидролазы . При этом накапливается фумарилацетоацетат и его метаболиты, поражающие печень и почки.

Клиническая картина.

Острая форма составляет большинство случаев заболевания с началом в возрасте 2-7 мес. и смертью 90% больных в возрасте 1-2 года из-за недостаточности печени.

При хронической форме болезнь развивается позднее, медленнее прогрессирует. Продолжительность жизни около 10 лет. Основы лечения . Лечение малоэффективно. Используется диета со снижением количества белка, фенилаланина и тирозина, инъекции глутатиона. Необходима трансплантации печени.

Тирозинемия 2 типа. Гораздо более редкое заболевание.

Этиология. Болезнь возникает при недостаточности тирозин-аминотрансферазы.

Клиническая картина. Задержка умственного и физического развития, микроцефалия, катаракты и кератоз роговицы (псевдогерпетический кератит), гиперкератоз кожи, членовредительство, нарушение тонкой координации движений.

Основы лечения . Эффективна диета с низким содержанием тирозина, при этом поражения кожи и роговицы быстро исчезают.

Тирозинемия новорожденных.

Этиология. Тирозинемия новорожденных (тип 3)- результат недостаточности гидроксифенилпируват-гидроксилазы. Чаще наблюдается у недоношенных детей.

Клиническая картина. Сниженная активность и летаргия. Аномалия считается безвредной. Дефицит аскорбиновой кислоты усиливает клиническую картину.

Основы лечения. Диета со снижением количества белка, фенилаланина, тирозина и высокие дозы аскорбиновой кислоты.

Алкаптонурия.

Этиология. Генетическая аутосомно-рецессивная энзимопатия. В основе заболевания лежит снижение активности печеночного фермента гомогентизат-оксидазы, в результате в организме накапливается гомогентизиновая кислота.

Клиническая картина. Так гомогентизат на воздухе полимеризуется в меланиноподобное соединение, то наиболее частым и постоянным симптомом является темная моча, на пеленке и нажнем белье остаются темно-коричневые пятна. Другим образом в детском возрасте болезнь не проявляется.

С возрастом гомогентизиновая к-та накапливается в соединительно-тканных образованиях, склерах и коже, вызывает шиферно-глубокий оттенок ушного и носового хрящей, окрашивание участков одежды, потеющими участками тела (подмышки).

Одновременно гомогентизиновая к-та ингибирует лизилгидроксилазу, препятствуя синтезу коллагена, что делает хрупкими хрящевые образования. К пожилому возрасту наступает дегенеративный артроз позвоночника и крупных суставов, межпозвонковые пространства сужены.

Основы лечения. Хотя эффективные способы неизвестны, по аналогии с другими аминокислотными нарушениями рекомендуется с раннего возраста ограничить потребление фенилаланина и тирозина, что должно препятствовать развитию охроноза и суставных нарушений. Назначают большие дозы аскорбиновой к-ты для защиты активности лизилоксидазы.

Альбинизм

Этиология. Заболевание обусловлено полным или частичным дефектом синтеза фермента тирозиназы (частота 1:20000), необходимой для синтеза диоксифенилаланина в пигментных клетках.

Клиническая картина. При полном отсутствии фермента-тотальная делигментация кожи, волос, глаз, причем окраска одинакова для всех расовых групп и не меняется с возрастом. Кожа не загорает, совершенно отсутствуют невусы, пигментные пятна, развиваются фотодерматиты. Сильно выражены нистагм, светобоязнь, дневная слепота, красный зрачковый рефлекс. При частичной недостаточности отмечаются светло-желтые волосы, слабопигментированные родинки, очень светлая кожа.

Паркинсонизм .

Этиология. Причинной паркинсонизма (частота после 60 лет 1:200) является низкая активность тирозин-гидроксилазы или ДОФА-декабоксилазы в нервной ткани, при этом развивается дефицит нейромедиатора дофамина и накопление тирамина.

Клиническая картина. Наиболее распространенными симптомами являются ригидность мышц, скованность движений, тремор и самопроизвольные движения.

Основы лечения. Требуется систематическое введение лекарственных аналогов дофамина и применение ингибиторов моноаминоксидазы.

Фумарат Ацетоацетат

Фенилкетонурия

Этиология. Дефицит фенилаланингидроксилазы. Фенилаланин превращается в фенилпируват.

Клиническая картина.

§ Нарушение миелинирования нервов

§ Маса мозку ниже нормы.

§ Умственное и физическое отставание.

Диагностические критерии:

§ уровень фенилаланина в крови.

§ FeCl3 тест.

§ пробы ДНК (пренатально).

Заключение

Обмен белков и аминокислот играет важнейшую и незаменимую роль в жизни организмов. Это отточенный до мелочей механизм. Изучение обмена белков позволяет детально понять глубокий смысл, заложенный в важнейшем биологическом постулате, гласящем, что «организмы делаются белками». В этом постулате заключена та чрезвычайная биологическая значимость, которая присуща исключительно белковым соединениям.

Основная литература

1.Ершов ЮА, Зайцева НИ. Основы биохимия для иженеров. МГТУ 2010

2.Ершов ЮА..соавт. Общая химия. М. 2011.

3.Ленинджер А. Основы биохимии. М. Мир. 1985. 1055 с.

4.Николаев А. Я., Биологическая химия, М. «Медицинское информационное агентство», 2004 г.

5.Флорентьев В. Л., Биохимия. - М., 2004. - 464 с.

6. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., Биологическая химия. М, Медицина,1998

7. Ершов Ю.А. и др. Общая химия. 8-е изд. М. ВШ. 2009. 560 с.

8. Ершов Ю.А. и др. Кинетика и термодинамика биохимических и физиологических процессов. М. Медицина. 1990. 208 с.

9. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М., Мир, 2004. 269 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Процесс обмена белков, аминокислот и отдельных аминокислот. Биогенные амины, их роль и значение. Окисление биогенных аминов (моноаминоксидазы). Роль гистамина в развитии воспаления и аллергических реакций. Антигистаминные препараты, их задачи и функции.

    презентация , добавлен 13.04.2015

    Изучение гормонов - производных аминокислот, особенностей их синтеза и механизма действия клетки. Физиологическая роль катехоламинов и их функции - мобилизации защитных сил организма в условиях стрессового воздействия. Анализ из влияния на секрецию.

    контрольная работа , добавлен 27.02.2010

    Роль минеральных веществ в обеспечении нормального течения процессов жизнедеятельности организма человека. Препараты, содержащие макро- и микроэлементы. Препараты аминокислот, лекарственные препараты для парентерального питания при невозможности обычного.

    реферат , добавлен 19.08.2013

    Роль аминокислот для организма человека и наследственные нарушения их обмена. Фенилкетонурия и формы заболевания. Частота гомоцистинурии и комплекс ее признаков. Гистидинемия: клинические проявлений и формы. Биохимическая диагностика лейкодистрофии.

    реферат , добавлен 11.05.2009

    Особое место белкового обмена в многообразных превращениях веществ во всех живых организмах. Нарушения биосинтеза и распада белков в органах и тканях. Наследственные дефекты биосинтеза белков. Нарушения выделения и конечных этапов метаболизма аминокислот.

    реферат , добавлен 22.01.2010

    Описание фенилкетонурии - наследственного заболевания обмена одной из важных аминокислот (фенилаланина), в связи с недостатком или полным отсутствием необходимого для обмена фермента. Этиология и патогенез болезни, неврологическая симптоматика, лечение.

    презентация , добавлен 15.05.2015

    Роль печени и почек в обмене белков. Нормы белков в питании. Участие аминокислот в процессах биосинтеза и катаболизма. Тканевой обмен нуклеотидов. Синтез и катаболизм ДНК и РНК. Регуляция процессов азотистого обмена. Патология азотистого обмена.

    курсовая работа , добавлен 06.12.2008

    Ознакомление с понятием, сущностью и процессами метаболизма. Рассмотрение особенностей создания молекул аминокислот, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот. Образование всех клеток и тканей, выделение энергии в процессе обмена веществ в организме.

    презентация , добавлен 02.06.2015

    Классификация и клинические проявления нарушений обмена веществ. Наследственные нарушения обмена веществ. Распространенность наследственных заболеваний обмена веществ с неонатальным дебютом. Клиническая характеристика врожденных дефектов метаболизма.

    презентация , добавлен 03.07.2015

    Роль клеточных органелл в энергетических процессах, нервной клетки. Обмен углеводов и особенности энергетического обеспечения мозга. Метаболизм липидов, белков и аминокислот. Роль воды в обеспечении функционирования. Церебральный энергетический обмен.

  • Специальность ВАК РФ03.00.04
  • Количество страниц 170

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современная классификация аминокислот.

1.2. Химические свойства аминокислот.

1.3. Биосинтез заменимых аминокислот.

1.4. Метаболизм аминокислот в организме человека.

1.6. Изменения аминокислотного спектра крови при беременности.

1.7. Наследственное нарушение обмена фенилаланина.

1.8. Выявление гетерозиготного носительства фенижетонурии.

1.9. Особенности обмена фенилаланина,у беременных женщин.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика изучаемых выборок и программ исследования.

2.2. Генеалогический метод.

2.3. Метод анкетирования.

2.4. Флюорометрический метод исследования.

2.5. Метод ионообменной хроматографии.

2.6. Методы статистической обработки.

2.6.1. Дискриминантный анализ.

2.6.2. Кластерный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Глава 3. Свободные аминокислоты сыворотки крови у небеременных женщин: количественная представительность и характеристика корреляционных взаимосвязей.

3.1. Особенности аминокислотного спектра сыворотки крови у небеременных женщин.

3.2. Обсуждение.

Глава 4. Состояние метаболического фонда свободных аминокислот у гомозиготных и гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы.

4.1. Изучение аминокислотного спектра сыворотки крови у гомозиготных и гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы.

4.2. Обсуждение.

5.1. Уровень содержания фенилаланина в крови на различных сроках беременности.

5.2. Обсуждение.

Глава 6. Оценка количественного содержания свободных аминокислот в сыворотке крови у беременных женщин.

6.1. Сравнительный анализ количественного содержания свободных аминокислот сыворотки крови у женщин в разных триместрах беременности.

6.2. Многомерный анализ количественной представительности свободных аминокислот в разных триместрах беременности.

6.3. Обсуждение.

Глава 7. Сравнительный анализ количественной представительности свободных аминокислот у беременных женщин с различным содержанием фенилаланина в крови и гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы.

7.1. Изучение вариабельности количественных показателей аминокислотного спектра у беременных женщин с различным содержанием фенилаланина в крови.,.

7.2. Основные закономерности взаимного варьирования количественного содержания свободных аминокислот у беременных женщин с различным уровнем фенилаланина в крови.

7.3. Аминокислотный спектр сыворотки крови у гетерозиготных носителей фенилкетонурии во время беременности: количественная представительность и характеристика взаимосвязей.

7.4. Обсуждение.

Рекомендованный список диссертаций

  • Фенотипические эффекты гетерозиготного носительства мутаций гена фенилаланингидроксилазы 1999 год, кандидат биологических наук Сарычева, Елена Алексеевна

  • Состояние адренергического механизма и содержание свободных аминокислот при физиологическом течении гестационного процесса и ряде акушерских осложнений 2007 год, доктор медицинских наук Хлыбова, Светлана Вячеславовна

  • Генетико-эпидемиологическое исследование фенилкетонурии в популяции Краснодарского края 2006 год, кандидат биологических наук Зинченко, Людмила Васильевна

  • Исследование количественного содержания аминокислотного спектра белков мембран эритроцитов при гипертонической болезни и роли генетических и средовых факторов в его детерминации 2002 год, кандидат биологических наук Бабкина, Людмила Александровна

  • Состояние прооксидантной и антиоксидантной систем у беременных женщин, больных сахарным диабетом 1-го типа 2006 год, кандидат медицинских наук Назарова, Сурайе Изатуллоевна

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метаболический фонд свободных аминокислот у беременных и его особенности при мутациях гена фенилаланингидроксилазы»

Метаболический фонд свободных аминокислот является важным показателем обменных процессов. Формируясь за счет поступления из эк-зо- и эндогенных источников, участвуя в ана- и катаболических процессах, он характеризуется относительным постоянством во взрослом организме.

Возникновение и течение беременности вызывает ферментативные и гормональные сдвиги, ведет к изменению всех видов метаболизма, и прежде всего белкового и аминокислотного обменов. Каждое стойкое изменение в метаболическом фонде свободных аминокислот в организме матери отражается на интенсивности процессов синтеза тканевых белков плода, поэтому изучение особенностей обмена свободных аминокислот крови при беременности представляет научно-теоретический и практический интерес [ 112, 113].

Как правило, стойкие и глубокие нарушения метаболических процессов возникают при носительстве беременными женщинами мутантных генов, вызывающих наследственные нарушения обмена. При этом, они проявляются не только у гомозигот, но и у гетерозиготных носителей.

Одним из таких распространенных наследственных аутосомно-рецессивных дефектов обмена аминокислот является фенилкетонурия (ФКУ), которая встречается в России с частотой 1: 8-10 ООО человек. В ее основе лежит генетически детерминированное нарушение реакции гидро-ксилирования фенилаланина (ФЕН) в тирозин (ТИР). Эта реакция осуществляется фенилаланингидроксилазной системой печени (ФАГ - системой), основным ферментом которой является фенилаланин - 4 - гидрокси-лаза (ФАГ). Ген, кодирующий фермент, располагается в длинном плече 12 хромосомы . Все дефекты развития при фенижетонурии обусловлены высокими концентрациями аминокислоты фенилаланин и продуктами ее метаболизма.

В современной научной литературе накоплен большой фактический материал о неблагоприятном влиянии высоких концентраций фени-лаланина в крови матери (гомозиготы по гену ФАГ) на плод при материнской фенижетонурии . Около 1/3 детей, рожденных этими женщинами, страдают олигофренией, сочетающейся с различными аномалиями, не связанными с нарушениями обмена. У них наблюдаются многочисленные дефекты развития: до 12% детей страдают врожденными пороками сердечно-сосудистой системы, до 40% - внутриутробной задержкой роста, до 73% - микроцефалией .

Есть все основания полагать, что гетерозиготное носительство му-тантных генов беременными женщинами может рассматриваться как проявление "материнского эффекта", оказывающего влияние на развитие плода. Имеются сообщения о поражении центральной нервной системы и нарушении процессов внутриутробного развития у детей, не имеющих му-тантных генов фенилаланингидроксилазной системы, но рожденных гетерозиготными по этим генам матерями (Kutter С., 1979).

Декомпенсация скрытого дефекта обмена фенилаланина у матери в первом триместре беременности может приводить к повышению его уровня в сыворотке крови выше 10 мг%. Предполагается, что именно эта временная гиперфенилаланинемия может быть причиной нарушения развития плода .

В доступной научной литературе отсутствуют данные, касающиеся изменений количественного содержания метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови у женщин на различных сроках беременности, полученных с использованием новейших методов биохимического анализа. Не получили должного освещения вопросы комплексной оценки метаболического фонда свободных аминокислот у гетерозиготных носителей гена ФАГ во время беременности. Это, а также научная и медико-социальная значимость проблемы необходимость проведения настоящего исследования. определили

Цель исследования.

Изучить количественное содержание метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови у женщин на различных сроках беременности и оценить связь его вариабельности с уровнем фенилаланина.

Задачи исследования.

1. Изучить количественное содержание свободных аминокислот в сыворотке крови у небеременных женщин в норме и оценить особенности их взаимной вариабельности.

2. Оценить влияние гетерозиготного носительства по генам фенила-ланингидроксилазной системы на состояние метаболического фонда свободных аминокислот.

3. Изучить вариабельность содержания фенилаланина в организме женщин на различных сроках беременности в рамках пилотной программы скрининга.

4. Оценить количественное содержание свободных аминокислот сыворотки крови у женщин на различных сроках беременности в зависимости от уровня фенилаланина.

5. Выявить влияние беременности на изменение метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови у гетерозиготных носителей мутаций гена фенилаланингидроксилазы.

Научная новизна работы.

Впервые, с использованием методов ионообменной хроматографии и многомерного анализа изучено количественное содержание свободных аминокислот сыворотки крови и их взаимное варьирование у небеременных и беременных (на различных сроках) женщин.

В рамках пилотной программы скрининга впервые получены количественные характеристики содержания фенилаланина в крови женщин на различных сроках беременности.

Установлены изменения в состоянии метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови, вызванные развивающейся беременностью, в первом и во втором триместрах.

Доказано влияние гетерозиготного носительства (по гену фенила-ланингидроксилазы) во время беременности на состояние метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови.

Практическая значимость.

Впервые с использованием метода ионообменной хроматографии получены новые данные о количественном содержании свободных аминокислот сыворотки крови у небеременных женщин и на разных сроках физиологической беременности, которые могут рассматриваться в качестве новых нормативов количественного содержания свободных аминокислот в сыворотке крови.

Сведения о вариабельности аминокислотного спектра сыворотки крови больных фенилкетонурией, женщин гетерозиготных носителей мутаций гена фенилаланингидроксилазы во время беременности могут быть использованы в работе медико-генетических консультаций, акушерско -гинекологических служб при осуществлении контроля за течением беременности и состоянием метаболических процессов у беременных.

На основе полученных результатов возможна разработка научно-методических рекомендаций при изучении курсов биохимии, медицинской, клинической и биохимической генетики, акушерства и гинекологии в высшей школе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Состояние физиологической беременности вызывает у женщин изменения количественного содержания метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови, проявляющиеся в снижении концентраций валина, лейцина, лизина, глицина в первом триместре беременности; фенилаланина, гистидина, цистеина во втором триместре.

2. У женщин, облигатных гетерозиготных носителей мутаций гена фенилаланингидроксилазы (родивших больных ФКУ), в результате нарушения реакции гидроксилирования фенилаланина, имеет место изменение метаболического фонда свободных аминокислот, связанное с увеличением количественного содержания кислых (глутаминовая, аспарагиновая) и нейтральных (треонин, глицин) аминокислот в сыворотке крови.

3. Концентрация фенилаланина в крови беременных женщин, превышающая 1,2 мг%, может рассматриваться как основание для отбора беременных женщин в группу «потенциальных гетерозигот» по мутантному гену фенилаланингидроксилазы.

4. Возникновение и течение беременности у женщин, гетерозиготных носителей мутаций гена фенилаланингидроксилазы, оказывает влияние на состояние метаболического фонда свободных аминокислот. При этом имеет место снижение количественного содержания треонина, глицина, аланина и изолейцина в сыворотке крови.

Апробация работы и публикации.

Материалы диссертационной работы представлялись на конференциях молодых ученых КГМУ (Курск, 1998, 1999) и научных конференциях И преподавательского состава КГПУ (Курск, 1998 и 1999 гг.), Республиканской конференции студентов и молодых ученых медицинских вузов России (Самара, 1999), межкафедральных заседаниях сотрудников КГПУ и КГМУ (Курск, 1999). По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура диссертации.

Похожие диссертационные работы по специальности «Биохимия», 03.00.04 шифр ВАК

  • Клинико-метаболические особенности адаптации новорожденных детей в ранний неонатальный период 2004 год, доктор медицинских наук Шейбак, Лидия Николаевна

  • Исследование количественного содержания аминокислотного спектра мембран эритроцитов человека и роли генетических и средовых факторов в его детерминации 1999 год, кандидат биологических наук Шевцова, Вера Валерьевна

  • Эпигенетические, молекулярно-генетические и биохимические критерии нарушений эмбриогенеза человека 2011 год, кандидат биологических наук Деревянчук, Екатерина Григорьевна

  • Влияние раннего токсикоза (рвота беременных) на систему агрегатного состояния крови 2005 год, кандидат медицинских наук Скоркина, Светлана Михайловна

  • Динамика спектра свободных аминокислот сыворотки крови у больных с острым и хроничкеским нарушением мозгового кровообращения 2009 год, кандидат медицинских наук Ежова, Анна Андреевна

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Васильева, Оксана Владимировна

1. Количественный состав аминокислотного спектра сыворотки крови у женщин представлен в большей степени гидрофобными и нейтральными аминокислотами. Среди гидрофобных аминокислот высокое содержание было характерно для аланина (2,56 ± 0,3 мг%), нейтральных - треонина (2,47 ± 0,42 мг%), основных - лизина (2,08 ± 0,26 мг%) и аргинина (1,93 ± 0,23 мг%).

2. Физиологическая беременность ведет к изменениям метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови: в первом триместре беременности наблюдается снижение количественного содержания валина (0,92 ± 0,12 мг%), лейцина (0,70 ± 0,14 мг%), лизина (1,03 ± 0,20 мг%), глицина (0,66 ± 0,12 мг%); во втором - фенилаланина (0,6 ± 0, 04 мг%), гистидина (1,65 ± 0,18 мг%) и цистеина (0,87 ± 0,09 мг%).

3. Облигатное гетерозиготное носительство мутации гена фенилала-нингидроксилазы (матери, родившие детей, больных фенилкетонурией), в сравнении с женщинами, имеющими неизмененный ген, ведет к нарушениям фонда свободных аминокислот, проявляющимся в увеличении количественного содержания глутаминовой (1,34 ± 0,47 мг%) и аспарагиновой кислот (0,47 ± 0,04 мг%), треонина (4,59 ± 0,44 мг%), глицина (2,04 ± 0,19 мг%). При этом, увеличение количественного содержания глутаминовой кислоты и треонина ведет к изменениям корреляционных взаимосвязей между ними.

142 женщин в группы «потенциальных гетерозигот» по мутантному гену фенилаланингидроксилазы.

5. При гетерозиготном носительстве мутантного гена фенилаланингидроксилазы во время беременности (по сравнению с беременными, несущими нормальный ген) имеет место увеличение количественной представительности аланина (2,56 ± 0,18 мг%), валина (1,77 ±0,16 мг%), метионина (0,68 ±0,16 мг%), тирозина (0,91 ± 0,16 мг%), фенилаланина (1,21 ±0,24 мг%), и снижение содержания треонина (1,81 ± 0,19 мг%) в сыворотке крови.

6. Развитие беременности у гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы, влечет за собой изменения метаболического фонда свободных аминокислот, проявляющиеся в снижении содержания треонина (1,81 ±0,19 мг%), глицина (0,81 ± 0,07 мг%), аланина и изолейцина (0,43 ± 0,04 мг%) в сыворотке крови по сравнению с соответствующими показателями у небеременных гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Весьма важным показателем обмена бежов является уровень свободных аминокислот в крови и тканях, так называемый метаболический фонд организма. Этот запас аминокислот образуется в результате усвоения пищевых бежов, в процессе распада и обновления протеинов органов и тканей . Свободные аминокислоты играют значительную роль в деятельности живого организма. Они являются материалом для синтеза белка и ряда биологически активных веществ. Некоторые из них выполняют самостоятельные функции в метаболизме: включаются в энергетический обмен, участвуют в реакциях связывания и освобождения аммиака, поддерживают определенное состояние клеточных мембран и регулируют ионное равновесие нервной ткани .

При ряде наследственных заболеваний обмена аминокислот происходят глубокие нарушения в ходе ана- и катаболических процессов, количественное содержание отдельных аминокислот в метаболическом фонде организма существенно изменяется. ФениЖетонурия - наиболее часто встречающееся аутосомно-рецессивное заболевание, обусловленное наследственным дефектом фенилаланингидроксилазы, приводящее при отсутствии своевременной терапии к тяжелой умственной неполноценности, составляя около 1% контингента всех умственно отсталых больных . Обнаруживается у одного из 10 ООО новорожденных. Все аномалии развития при фенижетонурии обусловлены высокими концентрациями фенилаланина и накоплением его метаболитов в тканях и биологических жидкостях.

В течение беременности у гетерозиготных носителей фенижетонурии может происходить декомпенсация скрытого дефекта, которая вызывает стойкое повышение концентрации аминокислоты в крови . Следовательно, изучение особенностей метаболизма свободных аминокислот сыворотки крови у женщин во время беременности представляет теоретический и практический интерес, так как каждое функциональное изменение в белковом обмене матери отражается на ходе эмбриогенеза. Условия созревания плода, биохимические превращения в развивающемся организме в значительной степени определяют его состояние в последующие периоды жизни.

В современной научной литературе накоплен большой фактический материал, свидетельствующий о патогенном влиянии гиперфенилаланине-мии матери на развивающийся плод. Об этом свидетельствуют данные, полученные Блюминой М.Г. (1972), Koch R. и соавтр. (1986), Fish и соавтр. (1993), Hyanek J. и соавтр. (1996) при изучении случаев материнской фе-нилкетонурии. Несмотря на довольно широкое изучение проблемы, в научной литературе не получили должного освещения вопросы, связанные с изучением вариабельности содержания фенилаланина у женщин на различных сроках беременности и ее взаимосвязи с другими показателями аминокислотного спектра; отражающие количественное содержание свободных аминокислот в сыворотке крови у щгерозиготных носителей фе-нижетонурии во время беременности, а так же возможные пути выявления носительства мутантного гена с использованием современных биохимических методов.

Изложенные факты определили цель настоящей работы: изучить количественное содержание метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови у женщин на различных сроках беременности и оценить связь его вариабельности с уровнем фенилаланина в крови.

В процессе исследования решались следующие задачи:

1. Изучалось количественное содержание свободных аминокислот в сыворотке крови у небеременных женщин и оценивались особенности их взаимной вариабельности.

2. Оценивалось влияние гетерозиготного носительства по генам фе-нилаланингидроксилазной системы на состояние метаболического фонда свободных аминокислот.

3. Изучалась вариабельность содержания фенилаланина в организме женщин на различных сроках беременности в рамках пилотной программы скрининга.

4. Оценивалось количественное содержание свободных аминокислот сыворотки крови у женщин на различных сроках беременности в зависимости от уровня фенилаланина

5. Выявлялось влияние беременности на изменение метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови у гетерозиготных носителей мутаций гена фенилаланингидроксилазы.

Материалом исследования послужили образцы цельной крови 4739 беременных женщин, прошедших через пилотную программу скрининга.

Аминокислотный спектр сыворотки крови изучался у 72 беременных с уровнем ФЕН в крови, равным или ниже 1,1 мг%; 70 беременных женщин с уровнем фенилаланина в крови, равным более 1,2 мг%; 23 небеременных женщин, в возрасте от 16 до 42 лет; 19 гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы во время беременности; 10 девушек, больных ФКУ, и их матерей. Всего по комплексной программе обследовано 204 человека.

Методы, использованные в настоящей работе, были адекватны поставленным задачам. В исследовании применялись биохимические методы: флюорометрическое определение уровня фенилаланина в цельной крови с использованием прибора «Р1иегоБсош И» (Финляндия), автоматическое определение аминокислотного спектра сыворотки крови методом ионообменной колоночной хроматографии на автоматическом анализаторе «АттосИгот -И» (Венгрия); генеалогический метод и метод анкетирования. Математическая обработка материала наряду с общепринятыми методами, включала применение методов многомерной статистики: кластерного и дискриминантного анализа.

Первоначальной задачей настоящей работы являлось изучение количественного содержания свободных аминокислот сыворотки крови у небеременных женщин и оценка их корреляционных взаимосвязей с использованием современных методов биохимического и математического анализа. Были обследованы 23 женщины (доноры) в возрасте от 19 до 37 лет. Качественный состав аминокислотного спектра сыворотки крови у всех женщин изучаемой выборки характеризовался выявлением на хромато-граммах 16 свободных аминокислот (разрешающая возможность прибора).

Соотношение заменимых и незаменимых аминокислот в сыворотке крови небеременных женщин существенно различалось между собой и составляло 38% для заменимых и 62% для незаменимых аминокислот. Было установлено, что представительность гидрофобных и нейтральных аминокислот составляет в совокупности 71% от всех изучаемых аминокислот. Низким содержанием в сыворотке крови характеризовались кислые аминокислоты - аспарагиновая и глутаминовая (4%).

В результате проведенного сравнительного анализа показателей количественного содержания свободных аминокислот в сыворотке крови, определенных методом ионообменной хроматографии, и данных распределительной хроматографии на бумаге, полученных в 70-х годах отечественными исследователями , выявлены различия в содержании треонина, глутаминовой кислоты, аланина, лизина и аргинина. Полученные закономерности носили достоверный характер. Выявленные различия в результатах исследований могут быть связаны с более эффективным и современным методом выделения и количественного определения аминокислот, точной математической обработкой экспериментальных данных, примененными в нашей работе.

Многомерный анализ позволил определить и оценить степень и характер корреляционных взаимосвязей между количественным содержанием свободных аминокислот в сыворотке крови у небеременных женщин.

Максимальный уровень сопряженности отмечен между количественным содержанием изолейцина и метионина в сыворотке крови. ИЛЕ и МЕТ являются незаменимыми аминокислотами и поступают в организм человека с пищей. В результате их расщепления может образовываться ас-партат и другие промежуточные продукты, используемые в цикле лимонной кислоты для синтеза сукцинил-8-СоА и ацетил- Б-СоА . Высокая степень корреляционных взаимосвязей, отмечена между ФЕН и ТИР, СЕР и ТРЕ, и обусловлена их структурно-функциональными особенностями, участием в метаболизме белков и необходимостью постоянного обновления аминокислотного фонда организма человека за счет образования заменимых аминокислот из незаменимых, поступающих с пищей.

Фенилаланин является незаменимой аминокислотой, но его высокий уровень в тканях и плазме крови оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. Нами оценивались количественные показатели аминокислотного спектра сыворотки крови у десяти девушек, больных фенилкетонурией (пробандов), и их матерей, которые являются облигат-ными гетерозиготными носителями мутации гена фенилаланингидрокси-лазы. Уровень фенилаланина в крови пробандов характеризовался высокими значениями и варьировал в широких пределах, что обусловлено степенью тяжести заболевания и характером его клинического проявления. Выявленные закономерности согласуются с литературными данными .

Количественное содержание ФЕН в сыворотке крови больных ФКУ (8,04 мг%) почти в семь раз превысило идентичный показатель у матерей (1,25 мг%). Установлено, что высокое содержание фенилаланина у больных фенижетонурией связано с низкой концентрацией нейтральной аминокислоты - треонина.

При анализе стандартных статистик выявлено достоверное увеличение количественного содержания кислых (глутаминовой кислоты в два раза) и нейтральных аминокислот в группе облигатных гетерозиготных носителей по мутации гена ФАГ, в сравнении с контрольной выборкой женщин. Вероятно, что в результате увеличения количественного содержания фенилаланина и тирозина в организме гетерозиготных носителей мутации гена ФАГ, обусловленного нарушением процесса гидроксилирования ФЕН в ТИР, может происходить повышение количественного содержания глутаминовой кислоты. Повышение концентрации треонина может вызывать повышение уровня глицина в сыворотке крови.

Проведенный многомерный анализ показал, что в группе гетерозиготных носителей мутации гена ФАГ отмечена сопряженность содержания глутаминовой кислоты и треонина в сыворотке крови. Таким образом, увеличение количественного содержания глутаминовой кислоты и треонина у облигатных гетерозигот по мутации гена ФАГ, обусловливает нарушение корреляционных взаимосвязей между этими аминокислотами и изменение метаболического фонда свободных аминокислот сыворотки крови. Вероятно, что у гетерозиготных носителей мутации гена ФАГ из-за нарушения одного звена обмена, происходит его декомпенсация за счет образования ацетил-СоА для цикла лимонной кислоты (через пируват) из глицина, треонина, аспарагиновой и глутаминрвой кислот.

Уровень фенилаланина в сыворотке крови матерей пробандов составил 1,25 ± 0,12 мг% и был принят как основание для отбора женщин в отдельную группу «потенциальных гетерозигот» при проведении скрининга на гетерозиготное носительство фенилкетонурии. Концентрацию ФЕН, равную или ниже 1,1 мг%, использовали как норму содержания ФЕН в крови.

С 01.01.1997 г. по 01.01.1998 г. в рамках пилотной программы скрининга на базе МГК ОКБ №1 г. Курска проводилось изучение количественного содержания фенилаланина в крови женщин на различных сроках беременности. Уровень аминокислоты определялся у всех беременных женщин г. Курска, ставших на учет в женскую консультацию, в каждом триместре. Концентрацию ФЕН в цельной крови женщин определяли натощак (более 12 часов после еды). По программе скрининга было обследовано 4739 беременных женщин в возрасте от 14 до 48 лет.

Концентрация фенилаланина в крови беременных женщин варьировала в пределах от 0,1 до 3,7 мг%: максимальная наблюдалась в третьем триместре (0,65 ± 0,01 мг%), а минимальная - во втором триместре беременности (0,61 ± 0,01 мг%). Достоверное снижение концентрации ФЕН отмечено во втором триместре беременности по сравнению с первым.

Уровень фенилаланина в крови, равный или превышающий 1,2 мг% наблюдался у 2,3 % всех беременных, проходивших через скрининг.

В результате проведенного скрининга из числа беременных женщин, проходивших через скрининг, были сформированы две группы в зависимости от уровня фенилаланина в цельной крови:

1) Первую группу сформировали из 89 беременных женщин, у которых концентрация фенилаланина в крови превышала или составляла 1,2 мг%, как минимум при двух измерениях. По результатам молекулярно-генетической диагностики у 19 женщин из этой группы было выявлено гетерозиготное носительство мутации R408W 12 экзона гена ФАГ.

2) Вторая группа представляла выборку из 73 беременных женщин, у которых уровень фенилаланина не превышал 1,1 мг% в каждом триместре беременности. В результате ДНК-диагностики у одной женщины из этой группы было выявлено гетерозиготное носительство мутации R408W 12 экзона гена ФАГ.

Для решения задач исследования проведен сравнительный анализ количественного содержания свободных аминокислот у беременных второй группы и небеременных женщин (доноров). Установлено, что количественное содержание ряда свободных аминокислот в сыворотке крови беременных женщин по сравнению с их уровнем у небеременных снижается: в первом триместре беременности отмечено снижение концентраций глицина, валина, лейцина и лизина; во втором - уменьшение фенилаланина, гистидина, цистеина и увеличение метионина по сравнению с первым. Наблюдаемые различия достоверны. Основной причиной выявленной вариабельности количественных показателей аминокислот в сыворотке крови женщин при беременности, по сравнению с небеременными, может являться увеличение интенсивности аминокислотного метаболизма в организме матери вследствие процессов гисто- и органогенеза.

Количественные показатели аминокислотного спектра сыворотки крови беременных женщин, полученные нами, согласуются с литературными данными других исследователей , полученными методом хроматографии на бумаге. Данные, полученные в результате нашего исследования с применением ионообменной колоночной хроматографии, можно рекомендовать в качестве корректных стандартных показателей аминокислотного спектра сыворотки крови у небеременных женщин и во время беременности.

Для изучения взаимосвязи содержания свободных аминокислот от уровня ФЕН в крови был проведен сравнительный анализ между первой и второй группами. В результате было выявлено увеличение количественной представительности нейтральных и гидрофобных аминокислот в сыворотке крови у женщин с уровнем ФЕН в крови, равным или превышающим 1,2 мг%, по сравнению со второй группой беременных (ФЕН ниже или равен 1,1 мг%).

Во втором триместре беременности нами отмечено уменьшение уровня гистидина (почти в два раза) у беременных женщин с содержанием фенилаланина в крови, равным или более 1,2 мг%, по сравнению со второй группой (0,97 ± ОД 6 мг% и 1,65 ± 0,18 мг%, соответственно). Известно, что токсическое действие фенилаланина и недоокисленных продуктов его метаболизма может вызывать дефицит ряда основных аминокислот .

Аминокислотный спектр сыворотки крови у беременных женщин двух рассматриваемых выборок отличался не только по количественному содержанию отдельных аминокислот, но и по характеру их взаимного варьирования. Вероятно, более высокие концентрации глутаминовой кислоты, аланина, валина, метионина, лейцина, тирозина и фенилаланина влияют на степень и характер варьирования всех количественных показателей аминокислотного спектра у беременных женщин первой группы по сравнению со второй.

В рамках проводимого исследования проведено изучение количественного содержания свободных аминокислот в сыворотке крови гетерозиготных носителей мутации гена ФАГ во время беременности. Полученные данные позволяют утверждать, что гетерозиготное носительство мутации гена фенилаланингидроксилазы проявляется у женщин во время беременности повышением количественной представительности фенилаланина в крови, которая, однако, не превышает установленных норм. У беременных женщин, гетерозиготных по мутации гена ФАГ, средний уровень ФЕН в сыворотке крови составил 1,21 ± 0,24 мг%.

Закономерности варьирования содержания фенилаланина у беременных гетерозигот по гену ФАГ, выявленные нами в результате настоящего исследования, согласуются с ранее полученными данными других авторов, но характеризуются более низкими значениями . Полученные значения содержания фенилаланина в крови могут быть использованы в качестве нормативных показателей при проведении массового обследования беременных женщин на гетерозиготное носительство фенил-кетонурии. Концентрацию ФЕН в крови, равную или выше 1,2 мг%, можно рассматривать как показание для включения беременной женщины в группу «потенциальных гетерозигот» для дальнейшего проведения моле-кулярно-генетической диагностики.

Сравнительный анализ аминокислотного спектра сыворотки крови у гетерозиготных носителей ФКУ во время беременности, в отличие от второй группы (беременные с уровнем ФЕН в крови, равным или ниже 1,1 мг%), выявил снижение концентрации треонина и увеличение - аланина, валина, метионина, фенилаланина и тирозина. Следовательно, у гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы во время беременности, как и у больных фенилкетонурией (глава 4), наблюдается повышенный уровень фенилаланина в сыворотке крови и низкая концентрация нейтральной аминокислоты - треонина.

Проведен сравнительный анализ стандартных статистик количественного содержания свободных аминокислот у женщин, гетерозиготных носителей мутации гена фенилаланингидроксилазы во время беременности и матерей, родивших детей больных ФКУ. Отмечено снижение уровня треонина, глицина, аланина и изолейцина в сыворотке крови у беременных гетерозигот по сравнению с облигатными гетерозиготами.

При этом, анализ дендрограммы матрицы множественных корреляций количественного содержания свободных аминокислот в сыворотке крови беременных гетерозиготных носителей мутации гена ФАГ выявил сопряженность концентраций треонина и метионина, глицина и серина, аланина, валина, лейцина и изолейцина. Треонин является предшественником глицина, серина, значит, уменьшение количественного содержания треонина в сыворотке крови может обусловливать и снижение концентрации глицина. Изолейцин, лейцин, аланин участвуют в синтезе ацетил-СоА. Кроме того, изолейцин, валин и метионин являются предшественниками сукцинил - Со А, используемого в цикле лимонной кислоты .

Таким образом, аминокислотный спектр сыворотки крови беременных женщин, гетерозиготных носителей мутации гена ФАГ, отличается от спектра облигатных гетерозигот как по количественному содержанию ряда нейтральных и гидрофобных аминокислот, так и по характеру их корреляционных взаимосвязей. Подобные изменения аминокислотного спектра могут зависеть от следующих причин: во-первых, во время физиологической беременности происходит снижение концентраций свободных аминокислот в сыворотке крови (глава 3); во-вторых, у облигатных гетерозигот, выносивших и родивших гомозигот (детей, больных ФКУ) декомпенсация скрытого генетического дефекта происходила во время беременности и, вероятно, высокие концентрации ФЕН в крови развивавшегося плода вызвали деформацию всего метаболизма аминокислот и в организме матери.

У гетерозиготных носителей фенилкетонурии в двух рассматриваемых выборках нарушение обмена фенилаланина сопряжено с вариабельностью количественного содержания нейтральных (треонин, глицин) и гидрофобных (аланин, изолейцин) аминокислот. Учитывая, что многие авторы в своих классификациях относят аланин, валин, лейцин и изолейцин к нейтральным аминокислотам, можно говорить только о взаимозависимости нейтральных и ароматических аминокислот при фенилкетонурии и ее гетерозиготном носительстве.

Таким образом, результаты проведенного биохимического исследования показали, что применение современных методов исследования (флюорометрии и ионообменной хроматографии), позволяет значительно уменьшать процент ошибки при определении, фенилаланина в крови и получать более точные значения количественного содержания аминокислоты в крови. Установленные количественные показатели аминокислотного обмена можно рекомендовать в качестве корректных стандартных для проведения массового обследования беременных женщин на содержание фенилаланина в крови с целью выявления гетерозиготного носительства, пренатальной диагностики ФКУ и внедрения их в практику медико-генетического консультирования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Васильева, Оксана Владимировна, 1999 год

1. Абросимова Н. А., Барашнев Ю.И., Сиванова Л. А., Некрасова И.И. Модификация метода микробиологического определения аминокислот в крови и моче// Лаб. дело 1974.- № 4.- С. 232-235.

2. Азизян А.Л. Изменение обмена аминокислот при некоторых наследственных заболеваниях у детей с синдромом слабоумия. Автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. мед. наук.-М., 1971.- 24 с.

3. Анисимов A.A. Основы биохимии.- М.: Высшая школа, 1986.1. С. 299.

4. Анненков Г.А. Генетическая гетерогенность фенижетонурии// Вопр. мед. химии,- 1982.- Т. 28, № 3.- С. 62-70.

5. Аненнков Г.А., Сафронов Е.Е., Розовский И.С., Бахарев В.А. О возможности пренатальной диагностики фенилкетонурии// Акушерство и гинекология. -1981. № 11. - С. 25-27.

6. Афанасьева Ю.И., Юрина H.A. Гистология.- М.: Медицина, 1989.-671 с.

7. Бадалян Л.О. Детская неврология.-М.: Медицина, 1975.-С. 260.

8. Байков А.Д., Ситниченко Е.И. Метод выявления гетерозиготного носительства при фенижетонурии// Лаб. дело. -1973. № 5. - С. 293-295.

9. Баранов B.C. Молекулярная диагностика генных болезней в России: состояние и перспективы// Вестник РАМН.- 1993, № 9.- С. 2731.

10. Барановская С.С. Молекулярно-генетический анализ фенилкетонурии в г. Санкт-Петербурге. Автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. биол. наук. М., 1996. - 25 с.

11. И. Барановская С.С. Шевцов С.П., Максимова С.П. и соавтр. Спектр мутационных повреждений гена фенилаланингидроксилазы у больных фенилкетонурией г. Санкт-Петербурга// Докл. АН. 1995.-Т. 340.-№5.-С. 709-712.

12. Барашнев Ю.И., Вельтищев Ю.Е. Наследственные болезни обмена веществ у детей. М.: Медицина, 1978. - 318 с.

13. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия.-М.: Медицина, 1990.-С. 28-37, 332-368.

14. Бибилейшвили 3. Материалы к клинико-биохимической характеристике беременности, родов и послеродового периода. Автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. мед. наук. Тбилиси, 1966.- 25 с.

15. Биохимические исследования патологических процессов: сборник статей.- Рига: Зинатне, 1983.- С. 92-97.

16. Биохимия наследственности./ Пер. с япон. Мышкиной С.И.; под. ред. Ларского Э.Г. М.: Медицина, 1979.

17. Блюмина М.Г. Роль гетерозиготных женщин по гену фенилке-тонурии в происхождении спонтанных абортов и нарушениях внутриутробного развития плода.// Генетика. -1972. Т.8. - № 3 - С. 132-138.

18. Блюмина М.Г. Спонтанные аборты у женщин-носительниц гена ФКУ// Акушерство и гинекология. 1972. - № 5. - С. 52-55.

19. Блюмина М.Г. Фенотипический полиморфизм фенилкетонурии (психические и биохимические расстройства) и его возможные причины. Автореф. дис. на соискание уч. степ. док. мед. наук. М., 1973. - 53 с.

20. Блюмина М.Г. Акушерские проблемы фенилкетонурии // Акушерство и гинекология. 1976. - № 12. - С. 54-56.

21. Блюмина М.Г. Уровень фенилаланина в сыворотке крови у ге-терозигот по гену фенилкетонурии в условиях усиленного белкового катаболизма// Генетика. -1981. -Т.Н. №5. - С.910-914.

22. Блюмина М.Г., Ситниченко Е.И., Байков А.Д. К вопросу о генетической гетерогенности фенилкетонурии// Генетика. 1974. - Т. 10. -Вып. 6.-С. 147-155.

23. Блюмина М.Г., Ситниченко Е.И. Концентрация фенилаланина в сыворотке крови больных фенижетонурией при различной тяжести заболевания// Генетика,- 1971.- Т. 7, №4,- С. 143-148.

24. Болезни нервной системы (руководство для врачей), том II.- М.: Медицина, 1995,- С. 275-276.

25. Бохински Р. Современные воззрения в биохимии: Пер. с англ. -М.: Мир 1987.-529 с.

26. Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика (руководство для врачей) // АМН СССР. М.: Медицина, 1984.- С. 186-189.

27. Бочков Н.П. Клиническая генетика: Учебник. М.: Медицина, 1997.-288 с.

28. Вельтищев Ю.Е., Ермолаев М.В., Ананенко A.A., Князев Ю.А. Обмен веществ у детей. М.: Медицина, 1983. - 463 с.

29. Видершайн Г.Я. Некоторые проблемы и перспективы в изучении наследственных энзимопатий// Вопр. мед. химии.- 1982. № 3.- С. 22

30. Викторова Т.В., Мурзабаева С.Ш., Карунас A.C. и соавтр. Мо-лекулярно-генетический анализ фенилкетонурии в Башкирии // Генетика. -1997. Т. 33, № 7. - С. 992-995.

31. Второва В.Г., Савченко Т.Н., Мартыш Н.С., Кузнецова JI.B. Особенности бежового и аминокислотного спектра крови матери и плода при сахарном диабете// Педиатрия.-1980.- № 8.- С. 12-15.

32. Высоцкий В.Г., Власова Т.В., Ушаков A.C., Шишкина С.К. Свободные аминокислоты плазмы крови при алиментарной белковой недостаточности у человека//Вопр. питания.- 1974,-№2.-С. 16-20.

33. Глезерман Т. Б., Калмыкова Л.Г. Неврологическое и нейро-психологическое изучение гетерозигот по фенилкетонурии// Труды МНИИ психиатрии МЗ РСФСР.- 1975,- Т. 72.- С. 252-261.

34. Горбунова В.Н., Баранов B.C. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. СПб.: Специальная литература, 1997. - 287 с.

35. Григорьева Н.К. Фенотипические проявления фенилкетонурии у гомо- и гетерозиготных носителей// Генетика человека и патология: Материалы второй итоговой конференции мед. генетиков/ под. ред. В.П. Пузы-рева. Томск: Изд-во Том. Ун-та., 1992.- 246 с.

36. Григорьева Н.К. Проявления гена фенилкетонурии у гетерозиготных носителей. Автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. мед. наук.- М

37. Дерябин В.Е. Многомерная биометрия для антропологов. М.: Изд-во Московского университета, 1983.-227 с.

38. Диагностика гетерозиготного (скрытого) носительства гена фенилкетонурии в медико-генетических консультациях (методические рекомендации).- М,: МЗ СССР, 1976. -28 с.

39. Дрель И. К. Обмен аминокислот при беременности (обзор литературы)// Вопр. охр. мат. и дет. 1980.- Т. 25, № 5.- С. 51-55.

40. Дьячкова А.Д., Лебедев Б.В. Некоторые показатели обмена фе-нилаланина и тирозина при фенижетонурии у детей// Вопросы охраны материнства и детства. 1969. -Т. 14. - № 7. - С. 29-32.

41. Дьячкова А.Я., Лебедев Б.В. Нарушение обмена фенилаланина при фенилкетонурии// Журнал невропатологии и психиатрии имени С.С. Корсакова 1969. - Т. 69. - Вып 10. - С. 1588-1591.

42. Дьячкова Л.Я., Лебедев Б.В. К вопросу об определении гетерозиготного носительства по гену фенилкетонурии// Педиатрия. 1969. - № 8. - С. 50-53.

43. Дубинин Н.П. Общая генетика. М.: Наука, 1970.- С. 205-206.

44. Дэвини Т., Гергей Я. Аминокислоты, пептиды, белки: Пер. с англ.- М.: Мир, 1976,- С. 173-186.

45. Дюга Г., Пенни К. Биоорганическая химия: Пер. с англ.-М.: Мир, 1983.-С. 26-103.

46. Дюран Б., Оделя П. Кластерный анализ. М.: Статистика, 1977.38 с.

47. Егорова А.И., Аксенова Н.М. Динамика содержания свободных аминокислот в сыворотке крови новорожденных детей с гемолитической болезнью// Вопр. охр. мат. и дет.- 1972,- № 1.- С. 87-88.

48. Зайцева H.A. Формирование метаболического фонда свободных аминокислот тканей человека в раннем онтогенезе. Автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. биол. наук. Донецк, 1972.- 25 с.

49. Западнкж В.И., Купраш Л.П., Заика М.У., Безверхая И.С. Аминокислоты в медицине. Киев: Здоров"я, 1982.- 200 с.

50. Иващенко Т.Э., Белова Е.Г., Баранов B.C. Простой надежный метод детекции мутации R408W 12-го экзона гена фенилаланингидрокси-лазы в молекулярной диагностике фенилкетонурии// Генетика.-1993.-Т. 29. -№ 5. С. 862-865.

51. Иверла К. Факторный анализ. Пер. с нем. М.: Статистика, 1980.- 398 с.

52. Исмаилова С.А., Арипджанов К.А., Ниязов Э.Л. Аминокислотный спектр крови при переношенной беременности и нефропатии// Акуш. и гин.- 1973.- № 6.- С. 68-69.

53. Калинина Л.В., Гусев Е.И. Наследственные болезни метаболизма и факоматозы. М.: Медицина, 1981.-248с.

54. Козаренко Т.Д., Зуев С.Н., Муляр Н.Ф. Ионообменная хроматография аминокислот (теоретические основы и практика).- Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1981. 159 с.

55. Кон P.M., Рот К.С. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. М.: Медицина, 1986.- С. 332-337.

56. Корабелыцикова Н.И. Содержание свободных аминокислот в сыворотке крови и экскреции их с мочой у здоровых женщин при нормально протекающей беременности// Акушерство и гинекология. 1970. -№5.-С. 58-61.

57. Корабелыцикова Н.И. К вопросу о расстройствах обмена аминокислот сыворотки крови у беременных женщин с ревматическими пороками сердца// Вопр. ревматизма.-1970.-№ 4.- С. 43-48.

58. Корабелыцикова Н.И. Ревматизм, его течение и лечение у беременных женщин в свете изучения некоторых показателей обмена. Авто-реф. дис. на соискан. уч. степ. док. мед. наук.- М., 1972.- 35 с.

59. Королева И.А. Обмен аминокислот при фенилпировиноградной олигофрении и болезни Дауна. Автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. мед. наук. -М., 1968. 15 с.

60. Краснопольская К.Д. Генетические основы и методы биохимической диагностики наследственных болезней обмена веществ. Автореф. дис. на соискан. уч. степ. док. биол. наук.- М., 1985.- 53 с.

61. Краснопольская К.Д., Вестинецкая Л.И., Лебедев Б.В. Тест Гат-ри для определения фенилаланина в крови//Лаб. дело. 1971.- № 11.-С. 687-689.

62. Куприянова Е.М., Степанов A.A. Аминокислотный и белковый состав сыворотки крови при воспалении половых органов// Акуш. и гин.-1974,-№2.-С. 64-65.

63. Кучеренко Н.Е. Биохимия: учебное пособие.- Киев: Выща школа, 1988. -434 с.

64. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.

65. Лабораторные методы исследования в клинике: справочник под ред. проф. В.В. Меньшикова. М.: Медицина, 1987, - С. 224.

66. Лаптев А.В., Честков В.В. Динамика свойств фенилаланингид-роксилазы печени в эмбриогенезе человека// Онтогенез. 1990. - Т.21. -№2.-С. 138-144.

67. Лебедев Б.В. Фенилкетонурия у детей. Автореф. дис. на соискание уч. степ. док. мед. наук. М., 1970.- 47 с.

68. Лебедев Б.В., Блюмина М.Г. Фенилкетонурия у детей. М.: Медицина, 1972. -152 с.

69. Левин Ф.Б. Экспресс-метод определения содержания фенилала-нина в крови// Вопр. мед. химии.-1970. Т. 16, № 3.- С. 326-329.

70. Лекции по медицинской генетике/ Под ред. Л.А. Прокофьевой -Бельговской, В.П. Эфроимсона. М.: Медицина, 1974.- С. 57-64.

71. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т.1. Пер. с англ. М.: Мир, 1985.-368 с.

72. Лильин Е.Т., Богомазов Е.А., Гофман-Кадошников П.Б. Генетика для врачей. М.: Медицина, 1990. -254 с.

73. Лифанова В.М. Белки и некоторые свободные аминокислоты сыворотки крови при нормально протекающей беременности и при позднем токсикозе беременных. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. мед. наук. Омск, 1966.- 13 с.

74. Макаров И.О. Функциональное состояние системы мать -плацента плод при гестозе. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. док. мед. наук.-М., 1988.-48с.

75. Максимов Г.К., Спицин А.Н. Статистическое моделирование многомерных систем в медицине. М.: Медицина, 1981. -144 с.

76. Мандель И.Д. Кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1986.-176 с.

77. Маринчева Г.С., Гаврилов В.И. Умственная отсталость при наследственных болезнях. М.: Медицина, 1988. - С. 147-151.

78. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 1. Пер. с англ. М.: Мир, 1993. - 415 с.

79. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ. М.: Мир, 1993. - 384 с.

80. Мецлер Д. Биохимия: химические реакции в живой клетке. В 3-х томах. Пер. с англ. Под ред. Браунштейна А.Е., Гинодмана Л.М., Северина Е.С.- М.: Мир. 1980. -Т.З. - 488 с.

81. Мурзабаева С.Ш. Фенилкетонурия в республике Башкоркостан (клинико-эпидемиологическое и молекулярно-генетическое изучение). Ав-тореф. дис. на соискание уч. степ. канд. мед. наук.- Пермь, 1997.- 20 с.

82. Мусил Я. Основы биохимии патологических процессов/ Пер. с чеш. В.В. Язвикова. М.: Медицина, 1985. - 430 с.

83. Мухамеджанов Э.К. Влияние различной обеспеченности организма белком и незаменимыми аминокислотами на пул свободных аминокислот крови и тканей// Вопр. питания.-1988.-№ 2.- С. 27-32.

84. Наследственные болезни при беременности: Пер. с англ./ Под ред. Д.Д. Шульмана, Д.Л. Симпсона М.: Медицина, 1985.- 512 с.

85. Наследственная патология человека: В 2-х томах. Под. общ. ред. Ю.Е. Вельтищева, Н.П. Бочкова., Т. 1.- М. 1992. 276 с.

86. Нарзыкулова С.А. Содержание свободных аминокислот в сыворотке крови беременных с болезнью Боткина// Акуш. и гин.-1972. № 7. -С. 65-67.

87. Нарзыкулова С.А. Свободные аминокислоты в сыворотке крови и в моче здоровых женщин в динамике беременности.// Мед. журн. Узбекистана 1972. № 6. - С. 43-45.

88. Нетахата Ж.Н., Ляпун С.Н. Показатели аминокислотного обмена при патологии внутренних органов (обзор литературы) // Советская медицина.- 1973. № 3. - С. 38-43.

89. Одай Д. Молекулярные основы фенотипической вариабельности при фенилкетонурии у детей. Автореф. на соискан. уч. степ. канд. биол. наук. М., 1994. - с. 23.

90. Основные направления борьбы с наследственными и врожденными болезнями человека., М. ВНИИМИ, В. 3.- 66 с.

91. Патологическая анатомия генома человека./ Пузырев В.П., Степанов В.А. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение РАН, 1997. -224 с.

92. Погорелова Т.Н. Содержание свободных аминокислот в плаценте, крови пуповины и венозной крови рожениц при недонашивании беременности// Вопр. мед. химии.- 1970.- Т. 16, №4,- С. 339 342.

93. Погорелова Т.Н. Некоторые ферменты аминокислотного обмена плаценты и плодных оболочек при неосложненной беременности// Акуш. и гин.-1971. № 8,- С. 36-39.

94. Погорелова Т.Н. Распределение аминокислот в отделах головного мозга в норме и при кислородном отравлении. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 1966.- 15 с.

95. Покровский A.A., Сомин В.И., Екимовский А.П. О соотношении между содержанием свободных аминокислот в тканях и плазме крови при бежовой недостаточности в эксперименте// Вопр. питания.-1974.-№ 1.- С. 8-15.

96. Профилактика наследственных болезней (Сб. трудов). Москва: Высшая школа. 1987. -151 с.

97. Рахимбаева P.M. Обмен свободных аминокислот между матерью и плодом при родах// Мед. жур. Узбекистана.-1971.- № 7.-С. 56-57.

98. Сафронова Е.Е., Аненнков Г.А. Модификация метода Эйлинг для определения активности фенилаланингидроксилазы// Лаб,дело.-1982,-№5.- С. 40-43.

99. Сафронова Е.Е., Рыбакова H.A., Аненнков Г.А. Применение модифицированного метода Эйлинг для выявления гомо- и гетерозигот по гену фенилкетонурии// Вопросы медицинской химии. 1982. - № 3. -С. 70-73.

100. Семенов Н.В. Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека.-М.: Медицина, 1971.- 151 с.

101. Ситниченко Е.И. Биохимический полиморфизм фенилкетонурии. Автореф. на соискан. уч. степ. канд. биол. наук. М., 1974.-27 с.

102. Ситниченко Е.И., Блюмина М.Г. Упрощенный метод определения концентрации фенилаланина в сыворотке крови// Лаб. дело.- 1972.-№7,-С. 441-442.

103. Скачков М.М. Актуальность фенилаланингидроксилазы и обмен фенилаланина при фенилкетонурии и экзогенных поражениях печени: Автореф. на соискан. уч. степ. канд. мед. наук. М., 1975. - 30 с.

104. Сорокина Т.Т., Григорьева Н.К. Проявление гена ФКУ у гетерозиготных носителей: Тез. докл.// Всесоюзный симпозиум: Актуальные вопрос профилактики наследственных болезней. М., 1986. С. 150.

105. Сорокина Т.Т., Григорьева Н.К. Ранние проявления фенилкетонурии у детей. Тез. докл.// Всесоюзный симпозиум: Актуальные вопрос профилактики наследственных болезней. Москва, 1986.- С. 117.

106. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т. Пер. с англ.- М.: Мир, 1985.-Т. 2.-312 с.

107. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т. Пер. с англ.- М.: Мир, 1985.-Т. 3.-400 с.

108. Тутова И.М. О содержании свободных аминокислот в крови женщин при нормальной беременности// Акушерство и гинекология. -1970 -№ 5. С. 59-61.

109. Тютина Е.М. Содержание свободных аминокислот в крови женщин при нормальной беременности// Акуш. и гин.- 1968. N 7. - С. 2629.

110. Тютина Е.М. Содержание свободных аминокислот в крови и моче женщин при нормальной и осложненной поздним токсикозом беременности. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. мед. наук. Л.,1969.- 19 с.

111. Тютина Е.М., Тютин Л.А. Клиническое значение определения свободных аминокислот в крови и моче женщин, страдающих токсикозами второй половины беременности// Акушерство и гинекология. 1970. - № 5. -С. 62-65.

112. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. М.: Медицина, 1975. 295 с.

113. Усачева Н.Т., Лебедев Б.В. К характеристике эндогенного аминокислотного имбаланса при ФКУ// Педиатрия. 1969. - № 8. - С. 48-50.

114. Фадеева М.А., Дещекина М.Ф. Содержание свободных аминокислот в сыворотке крови и экскрекция их с мочой у детей при внутричерепной родовой травме// Вопр. охр. мат. идет. -1970. -Т. 15, № 12.-С. 55.

115. Хазан М.А., Цивин B.C., Канчук Л.А. Модификация разделения аминокислот в аминокислотном анализаторе// Лаб. дело. 1982. -№ 3. -С. 54.

116. Хашен Р., Шейх Д. Очерки по патологической биохимии. М.: Медицина, 1981 .-С. 60-61.

117. Хеншен А., Хупе К.-П., Лотшпайх Ф., Вельтер В. Высокоэффективная жидкостная хроматография в биохимии. Пер. с англ. М.: Мир, 1988.-687 с.

118. Хмелевский Ю.В., Усатенко O.K. Основные биохимические константы человека в норме и при патологии. К.: Здоров"я. - 1984. - 120 с.

119. Хош Г.М., Будыка Л.А. Аминокислотный состав крови у здоровых доношенных новорожденных// Вопр. охр. мат. и дет.-1970.- № 12-С. 54-55.

120. Хош Г.М., Будыка Л.А. Аминокислоты цельной крови у новорожденных с внутричерепной родовой травмой// Вопр. охр. мат. и дет.-1972,-Т. 17, №3.-С. 90

121. Хош Г.М., Будыка Л.А. Свободные аминокислоты цельной крови у здоровых доношенных, недоношенных и переношенных новорожденных// Вопр. охр. мат. и дет.-1971,- Т. 16, № 8.- С. 30-32.

122. Цветкова И. В. Пренатальная диагностика наследственных дефектов обмена// Итоги науки и техники. Генетика человека. -1991.- Т. 9.-С. 5-53.

123. Честков В.В., Ковалев Л.И., Шишкин С.С. и соавтр. Олигоме-ризация фенилаланингидроксилазы при ее активации фенилаланином// Вопросы медицинской химии. -1985. -Т.31. -Вып. 4. С. 60-65.

124. Честков В.В. Шишкин С.С. Генетическая гетерогенность и подходы к пренатальной диагностики фенилкетонурии// Вопросы медицинской химии. 1986. - Т. 32. - Вып. 4. - С. 7-12.

125. Чистик Ф.Д., Жильцова И.В., Веропотвелян П.Н. и соавтр. Опыт организации региональной профилактики фенилкетонурии// 2-й Все-союзн. съезд мед. генетиков. Алма-Ата, 4-6 дек., 1990, Тез. докл.- М., 1990.-С. 480.

126. Шишкин С.С., Калинин В.Н. Медицинские аспекты биохимической и молекулярной генетики. Москва.: Высшая школа - 1992. -216 с.

127. Юргелявичюс В. Массовые выявления фенижетонурии и диагностика гетерозиготного носительства в Литовской ССР. Тез. докл.// Всесоюзный симпозиум: Актуальные вопрос профилактики наследственных болезней. Москва, 1986. - С. 137.

128. Юргелявичюс В.В. Организация и результаты раннего выявления фенижетонурии в Литовской ССР и проблемы биохимического определения гетерозигот. Тез. докл.// Вопросы профилактики наследственных болезней у детей. Вильнюс, 1987.- С. 119-129.

129. Якубке Х-Д., Ешкайт X. Аминокислоты. Пептиды. Белки. Пер. с нем. М.: Мир, 1985.- 456 с.

130. Ялвисте Х.И. Содержание аминокислот сыворотки крови и мочи при позднем токсикозе беременных// Труды по медицине Тартуского Гос. Унив.- 1973. -№27, вып. 303,- С. 56-66.

131. Annenkov G.A. Phenylketonuria and hyperphenylalaninemia: clinico-genetic classification of 14 forms.// Zh. Nevropatol. Psikhiatr. 1984. -Vol. 84. - № 3. - P. 351-356.

132. Antonozzi I., Carducci C., Vestri L. Plasma amino acid values and pancreatic beta-cell function in phenylketonuria.// J. Inherit. Metab. Dis. -1987,- Vol.10.-№1,-P. 66-72.

133. Benevenga N.J., Steele R.D. Adverse effects of excessive consumption of amino acids.// Annu. Rev. Nutr.- 1984.- № 4.- P. 157-181.

134. Clemens P. C., Burmester J. G., Prankel B.H. and et. al. Phenylalanine and other amino acids in phenylketonuria.// J. Inherit. Metab. Disease. -1993.- Vol. 16, № 16,-P. 1045-1046.

135. Clemens P.C., Burmester J.G., Wiegand G. and et.al. Phenylalanine, other large neutral amino acids and RNA catabolites as markers for proteinbiosynthesis in phenylketonuria letter, comment.// Metabolism.-1993.~ Vol. 42.-№4.- P. 518-521.

136. Di Leila A.G., Marvit J., Brayton K., Woo S.L. An amino-acid substitution involved in phenylketonuria is in linkage disequilibrium with DNA haplotype 2// Nature. 1987. - Vol. 327. - № 6120. - P. 333-336.

137. Domer K., Schulze S. Refrense values for plasma amino acids in the course of pregnancy.// Z. Geburtshilfe. Perinatol.- 1993.- Vol.197.- № 3.- P. 141-143.

138. Duczynska N., Cabalska B., Nowaczewska I. and et.al. Evaluation of amino acids in plasma and amniotic fluid of women from genetic risk groups.// Probl. Med. Wieku. Rozwoj. 1990,- № 16. - P. 103-115.

139. Eisensmith R.C.; Martinez D.R.; Kuzmin A.I. and et.al. Molecular basis of phenylketonuria and a correlation between genotype and phenotype in a heterogeneous southeastern US population.// Pediatrics. 1996. - Vol.97. - №4. -P.512-516.

140. Evans S.J.; Wynne-Williams T.C.; Russell C.A. and et.al. Hyperphenylalaninaemia in parentally fed newborn babies (letter).// Lancet.1986. Vol. 2.- № 8520. - P. 1404-1405.

141. Farquhar D.L., Simpson G.K., Steven F. and et.al. Pre-conceptual dietary management for maternal phenylketonuria// Acta. Paediatr. Scand.1987. Vol. 76. - № 2. - P. 279-283.

142. Freehauf C.L.; Lezotte D.; Goodman S.L; Mc Cabe E.R. Carrier screening for phenylketonuria: comparison of two discriminant analysis procedures.// Am. J. Hum. Genet. 1984. -Vol. 36. - № 6. - P. 1180-1189.

143. Frits A., Hommes G., Editer B. Techniques in diagnostic human biochemical genetics. 1994.

144. Furesz T.C., Moe A.J., Smith C.H. Two cationic amino acid transport systems in human placental basal plasma membranes.// Am. J. Physiol.-" 1991.- Vol. 281.- № 8.- P. 246-252.

145. Gardiner R.M. Transport of amino acids across the blood-brain barrier: implications for treatment of maternal phenylketonuria.// J. Inherit. Metab. Dis. 1990. - Vol. 13. - № 4. - P. 627-633.

146. Guldberg Per., Guttler Flemming. PCR- in the diagnosis of phenylketonuria// Ann. Med. 1992. - Vol. 24. - № 3. - P. 187-190.

147. Guttler F., Lou H. Dietary problems of phenylketonuria: effect on CNS transmitters and their possible role in behaviour and neuropsychological function.// J.Inherit.Metab.Dis. -1986. -9 Supple 2. P. 169-177.

148. Guttler F.; Woo S.L. Molecular genetics of PCU.// J.Inherit.Met ab.Dis. 1986. - 9 Supple. 1. - P. 58-68.

149. Guttler F., Ledley F.D., Lidsky A.S. DiLella A.G. and et.al. Correlation between polymorphic DNA haplotypes at phenylalanine hydroxylase locus and clinical phenotypes of phenylketonuria // J.Pediatr. -1987. -Vol. 110.-№1.-P. 68-71.

150. Hanley W.B., Clarke J.T., Schoonheyt W. Maternal phenylketonuria (PKU) a review// Clin.Biochem. - 1987.- Vol. 20. - № 3. -P. 149-156.

151. Heard G.S.; Secor-McVoy J.R.; Wolf B. A screening method for biotinidase deficiency in newborns.// Clin.Chem. 1984. - Vol. 30. - № 1. -P. 125-127.

152. Hilton M. A., Sharpe J. N., Hicks L.G., Andrews B.F. A simple method for detection of heterozygous carriers of the gene for classic PNA.// J. Pediatr. 1986. - Vol. 10, № 4. - P. 601-604.

153. Hjelm M., Seakins J., Antoshechkin A. Indications of changed amino acid homeostasis in untreated and treated PKU.// Acta. Pediatr. Suppl.-1994.- №407.-P. 57-59.

154. Hoskins J.A., Holliday S.B., Greenway A.M. The metabolism of cinnamic acid by healthy and phenylketonuric adults: a kinetic study// Biomed. Mass. Spectrom.- 1984. Vol.11.- № 6.- P. 296-300.

155. Hyanek J., Bendl J., Zeman J. and et.al. Maternal hyperphenylala-ninemia in a population of healthy Czech women: 18 year"s experience with mas screening, diet therapy and metabolic monitoring// Cas. Lek. Cesk. 1996. -Vol. 135,-№2.-P. 50-53.

156. Iordan M.K., Brunner R.L., Yunt M.M., Berry H.K. Preliminary support for the oral administration of valine, isoleucine and leucine for phenylketonuria.// Dev. Med. Child. Neurol. -1985. Vol. 27. - № 1,- P. 33-39.

157. Karl P.I., Tkaczevski H., Fisher S.E. Characteristics of histidine uptake by human placental microvillous membrane vesicles.// Pediatr. Res. -1989.- Vol. 25. -№ 1. P. 19-26.

158. Kaufman S. Enzymology of the phenylalanine-hydroxylating system// Enzyme. -1987. Vol. 38. - № 1 - 4. - P. 286-295.

159. Koch R.,Friedman E.G., Wenz E. and et.al. Maternal phenylketonuria.// J.Inherit.Metab.Dis. -1986. -9 Supple 2. P. 159-168.

160. Kremenski I., Borisov I., Barov D, Katsulov A. The plasma amino acid profile of women with a normal pregnancy and in preeclampsia.// Akush. Ginekol. Sofia.- 1990,- Vol. 29,- № 6.- P. 5-9.

161. Kudo Y., Boyd C.A. Transport of amino acids by the human placenta: predicted effects thereon of maternal hyperphenylalaninaemia.// J. Inherit. Metab. Dis.-1990. Vol. 13. - №4.- P. 617-626.

162. Kudo Y., Boyd C.A. Human placental L-tyrosine transport: a comparison of brush-border and basal membrane vesicles.// J. Physiol. Lond. 1990. -№426.- P. 381-395.

163. Kwok S.C.M, Ledley F.D., DiLella A.G. and et.al. Nucleotide sequence of a full-length complementary DNA clone and amino acid sequence of Human Phenylalanine Hydroxylase// Biochemistry, 1985. №24. - P. 556-561.

164. Lehmann W.D. Progress in the identification of the heterozygoute in phenylketonuria// J. Pediatr. -1989,- Vol. 114 . -№ 6. P. 915-923.

165. Lellis W.A., Speer V.C. Aromatic amino acid requirement of the lactating sow.// J. Anim. Sci. 1985. - Vol. 61.- № 6. - P. 1448-1453.

166. Levy H. L. Maternal phenylketonuria. Review with emphasis on pathogenesis// Enzyme. 1987. - V. 38.- № 1 - 4. - P. 312-320.

167. Levy H.L., Lobbregt D., Sanaricq C., Snyderman S.E. Comparison of phenylketonuric and nonphenylketonuric sibs from untreated pregnancies in a mother with phenylketonuria// Amer. J. Med. Genet. 1992. - V. 44. - № 4,-P. 439-472.

168. Levy H.L.; Lobbregt D.; Barnes P.D.; Poussaint T.Y. Maternal phenylketonuria: magnetic resonanse imaging of the brain in offspring.// J. Pediatr 1996. Vol. 128.- № 6,- P. 770-775.

169. Lewis S.A., Lyon I.C., Elliott R.B. Outcome of pregnancy in the rat with mild hyperphenylalaninaemia: implications for the management of «human maternal PKU».// J. Inherit. Metab. Dis. 1985. - Vol. 8.- №3.-P. 113-117.

170. Lidsky A.S.; Robson K.J.; Thirumalachary C. and et.al.

171. The PKU locus in man is on chromosome 12.// Am. J. Hum. Genet. 1984.- Vol. 36. -№3. -P. 527-533.

172. Loo Y.H., Hyde K.R., Lin F.H., Wisniewski H.M. Celebral biochemical abnormalities in experimental maternal phenylketonuria: gangliosides and sialoglycoproteins.// Life Sci.- 1985. Vol.37. - №22. - P. 2099-2109.

173. Lou H.C., Lykkelund C., Gerdes A.M. and et.al. Increased vigilance and dopamine synthesis by large doses of tyrosine or phenylalanine restriction in phenylketonuria.// Acta. Paediatr. Scand. 1987. - Vol. 76. -№4. - P. 560-565.

174. Mac Mahon R.A., Erampton R.J., Yardley R.W. Effect on the fetus of infusing a commercial amino acid preparation into a pregnant sheep.// Biol. Neonate. -1990.- Vol.57. № 3 - 4. - P. 231-237.

175. Mary A., Hilton Ph.D., Lee G. and et.al. A simple method for detection of hetrozygous carries of the gene for classic phenylketonuria.// The Journ. of Pediatrics. 1986. - Vol. 109. - №4. - P. 601-604.

176. Matalon R., Michals K. Phenylketonuria: screening, treatment and maternal PKU.// Clin. Biochem. 1991. - Vol. 24. - №4. - P. 337-342.

177. Morris N.H., Burston D., Ramsay B. Free amino acid concentrations in normal and abnormal third trimester placental villi.// Eur. J. Clin. Invest.- 1995.-№10.-P. 796-798.

178. Naylor E.W„ Ennis D., Davidson A.G. and et.al. Guanosine triphosphate cyclohydrolase I deficiency: early diagnosis by routine urine pteridine screening// Pediatrics. 1987. -Vol. 79. - №.3. - P. 374 - 378.

179. Niwa T. Mass spectrometry in disorders of organic acid metabolism.// Clin. Chim. Acta. 1995,- № 9 -10. - P. 241-242; 293-384.

180. Okano Y.; Chow I.Z.; Isshiki G. and et.al. Effects of phenylalanine loading on protein synthesis in the fetal heart and brain of rat: an experimental approach to maternal phenylketonuria.// J. Inherit. Metab. Dis. -1986,-Vol.9.-№1.-P. 15-24.

181. Okano Y.; Isshiki G. Newborn mass screening and molecular genetics of phenylketonuria in east Asia.// Southeast. Asia. J. Trop. Med. Public. Health. -1995. -Vol. 26 Suppl 1. P. 123-129.

182. Ponzone A., Guardamagna O., Spada M. and et.al. Hyperphenylalaninemia and pterin metabolism in serum and erythrocytes.// Clin. Chim. Acta. 1993. - Vol. 216.- № 1 - 2. - P. 63-71.

183. Pueschel S.M., Boylan J.M., Jackson B.T. and et.al. Fetomaternal placental transfer mechanisms of aromatic amino acids in Macaca mulatta.// J. Reprod. Med. 1985. - Vol. 30,- № 11. - P. 879-883.

184. Rey F.; Munnich A., Lyonnet S.; Rey J. Classification and heterogeneity of hyperphenylalaninemias linked to a phenylalanine hydroxylase deficiency// Arch. Fr. Pediatr. 1987. - Vol. 44. - Supp 11.- P. 639642.

185. Rouse B., Lockhart L., Matalon R. and et.al. Maternal phenylketonuria pregnancy outcome: a formations// J. Inherit. Metab. Disease.-1990. Vol. 13. - № 3. - P. 289-291.

186. Rudy J.L., Rutledge J.C., Lewis S.L. Phenylalanine and tyrosine in serum and eluates from dried blood spots as determined by reversed-phase liquid chromatography.// Clin. Chem. 1987. - Vol. 33,- № 7.- P. 1152 - 1154.

187. Saraiva J.M., Seakins J.W.T., Smith I. Plasma phenylalanine and tyrosine levels revisited in heterozygotes for hyperphenylalaninemia// J. Inherit. Metab. Disease. 1993. - Vol.16. - №1. - P. 105-109.

188. Schroter J.; Schott K.J.; Purtill M.A.; Neuhoff V. Lysosomal protein degradation in experimental hyperphenylalaninaemia.// J. Inherit. Metab. Dis. 1986. - Vol. 9. - № 3. -P. 273 - 282.

189. Smith I., Howells D.W., Hyland K. Pteridines and mono-amines: relevance to neurological damage.// Postgrad. Med. J. 1986. - Vol. 62, - № 724.-P. 113-123.

190. Speer A., Bollman R., Michel A. and et.al. Prenatal diagnosis of classical phenylketonuria by linked restriction fragment length polymorphism analysis// Prenat. Diagn. 1986. - Vol. 6. - № 6. - P. 447 - 450.

191. Speer V.C., Kile D.L., Trew J.C. Estimation of the isoleucine and aromatic amino acid requirements of pregnant swine.// J. Anim. Sci.- 1990. -Vol. 68. № 8.- P. 2394 - 2399.

192. Stegink L.D., Wolf-Novak L.C., Filer L.J. and et.al. Aspartame-sweetened beverage: effect on plasma amino acid concentrations in normal adults and adults heterozygous for phenylketonuria.// J. Nutr.- 1987.- Vol. 117.-№11.-P. 1989- 1995.

193. Svensson E., Iselins L., Hagenfeldt L. Severity of mutation in the phenylalaninehydroxylase gene influence phenylalanine metabolism in phenylketonuria and hyperphenylalaninemia heterozygotes//J/ Inherit. Metab. Dis.-1994. Vol. 17. - № 2 - P. 215- 222.

194. Teerlink T., P. A. M. Van Leeuwen, Huudijk A. Plasma amino acids determinated by liquid chromatography within 17 minutes.// Clin. Chem. -1994.- Vol. 40.- № 2. P. 245 - 249.

195. Trefz F.K., Burgard P., Konig T. and et.al. Genotype-phenotype correlations in phenylketonuria.// Clin. Chim. Acta.-1993.- Vol.217.- № 1. P. 15-21.

196. Tushman M., Fisch R.O., Ramnaraine M.L., Krivit W. Acidic metabolites of phenylalanine in plasma of phenylketonurics.// Biochem. Med.-1985. Vol.34.- № 2.- P. 203 - 206.

197. Van-Winkle L.J., Mann D.F., Campione A.L., Parrington B.H. Transport of benzenoid amino acids by system T and four broad scope systems in preimplantation mouse conceptuses.//Biochim. Biophys. Acta.- 1990. Vol. 1027,- №3.-P. 268-277.

198. Vina J.R., Puertes I.R., Rodriguez A. and et.al. Effect of fasting on amino acid metabolism by lactating mammary gland: studies in women and rats.// J. Nutr. 1987.- Vol. 117,- № 3.- P .533 - 538.

199. Vogel F. Clinical consequences of heterozygosity for autosomal-recessive diseases// Clin.Genet. 1984. -Vol. 25. - № 5.- P. 381-415.

200. Vorhees C.V., Berry H.K. Branched chain amino acids improve complex maze learning in rat offspring prentally exposed to hyperphenylalaninemia: implications for maternal phenylketonuria.// Pediatr. Res. 1989.- Vol. 25,- №6.-P. 568 - 572.164

201. Walter J.H., Tyfield L.A., Holton J.B., Johnson C. Biochemical control, genetic analysis and magnetic resonance imaging in patients with phenylketonuria.// Eur. J. Pediatr. -1993.- Vol. 152. -№ 10,- P. 822 827.

202. Wengler S.L., Vieira P.W., Breck J.M., Steele M.W. Relative reliability of three different discriminant analysis methods for detecting PKU gene carriers// Clin.Genet. -1986. Vol. 30. - № 1. - P. 38 - 40.

203. Wyse A.T., Sarkis J.J., Cunha-Filho J.S. and et. al. Effect of phenylalanine and its metabolites on ATP diphosphohydrolase activity in synapto-somes from rat celebral cortex.// Neurochem. Res. -1994.- Vol. 19.- № 9.-P. 1175-1180.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Предисловие

Белки составляют основу жизнедеятельности всех организмов, известных на нашей планете. Это сложноорганизованные орга–нические молекулы, которые имеют большую молекулярную массу и представляют собой биополимеры, состоящие из аминокислот. К биополимерам клетки также относятся нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, которые являются результатом полимеризации нуклеотидов.

Метаболизм белков и нуклеиновых кислот включает их синтез из структурных компонентов аминокислот и нуклеотидов соответ–ственно и распад до указанных мономеров с последующей их деградацией до конечных продуктов катаболизма - СО 2 , Н 2 О,NН 3 , мочевой кислоты и прочих.

Эти процессы химически сложно организованы и практически не существует альтернативных обходных путей, которые могли бы нормально функционировать при возникновении нарушений метаболизма. Известны наследственные и приобретенные заболевания, молекулярной основой которых являются изменения обмена аминокислот и нуклеотидов. Некоторые из них имеют тяжелые клинические проявления, но, к сожалению, в настоящее время не существует эффективных методов их лечения. Речь идет о таких заболеваниях, как подагра, синдром Леша-Нихана, ензимопатии аминокислотного обмена. В связи с этим детальное изучение обмена аминокислот и нуклеотидов в норме и их возможных нарушений имеет большое значение для формирования арсенала теоретических знаний, необходимых в практической деятельности врача.

При написании конспекта лекций «Метаболизм аминокислот и нуклеотидов» авторы не ставили перед собой задачу подробно описать все химические процессы и превращения аминокислот и нуклеотидов, которые любознательный студент может найти в любом учебнике по биохимии. Основной задачей было изложить материал так, чтобы сложные биохимические реакции воспринимались легко, доступно, понятно, с выделением главного. Для «сильных» студентов материалы лекций могут стать отправным пунктом в последующем, более глубоком изучении биохимических превращений. Для тех, кому биохимия не стала любимым предметом, лекции помогут сформировать основу биохимических знаний, необходимых при изучении клинических дисциплин. Авторы выражают надежду, что предлагаемый конспект лекций станет для студентов добрым помощником на пути к их будущей профессии.

Тема. Метаболизм аминокислот: общие пути метаболизма. Синтез мочевины

План

1 Пути превращения аминокислот в тканях.

2 Трансаминирование аминокислот.

3 Дезаминирование аминокислот. Непрямое дезаминирование.

5 Обмен аммиака. Биосинтез мочевины. Некоторые клинические аспекты.

1 Пути превращения аминокислот в тканях

Аминокислоты - основной источник азота для организма млекопитающих. Они являются связующим звеном между процессами синтеза и распада азотсодержащих веществ, в первую очередь белков. За сутки в организме человека обновляется до 400 г белка. В целом период распада всех белков организма человека составляет 80 суток. Необратимо распадается четвертая часть белковых аминокислот (около 100 г). Эта часть возобновляется за счет пищевых аминокислот и эндогенного синтеза - синтеза заменимых аминокислот.

В клетках постоянно поддерживается определенный стационарный уровень аминокислот - фонд (пул) свободных аминокислот. Этот фонд обновляется за счет поступления аминокислот и используется для синтеза биологически важных химических компонентов клетки, т.е. можно выделить пути поступления и использования клеточного пула аминокислот .

Пути поступления свободных аминокислот, образующих аминокислотный фонд в клетке:

1 Транспорт аминокислот из внеклеточной жидкости - транспортируются аминокислоты, которые всасываются в кишечнике после гидролиза пищевых белков.

2 Синтез заменимых аминокислот - в клетке из промежуточных продуктов окисления глюкозы и цикла лимонной кислоты могут синтезироваться аминокислоты. К заменимым аминокислотам относятся: аланин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, пролин, глицин, серин.

    Внутриклеточный гидролиз белков - это основной путь поступления аминокислот. Гидролитическое расщеп–ление тканевых белков катализируют лизосомальные протеазы. При голодании, онкологических и инфекцион–ных заболеваниях этот процесс усиливается.

Пути использования аминокислотного фонда:

1) Синтез белков и пептидов - это основной путь потребления аминокислот - 75-80% аминокислот клетки идет на их синтез.

2) Синтез небелковых азотсодержащих соединений:

Пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов;

Порфиринов;

Креатина;

Меланина;

Некоторых витаминов и коферментов (НАД, КоА, фолиевая кислота);

Биогенных аминов (гистамин, серотонин);

Гормонов (адреналин, тироксин, трийодтиронин);

Медиаторов (норадреналин, ацетилхолин, ГАМК).

3) Синтез глюкозы с использованием углеродных скелетов гликогенных аминокислот (глюконеоге–нез).

4) Синтез липидов с использованием ацетильных остатков углеродных скелетов кетогенных аминокислот.

5) Окисление до конечных продуктов обмена (СО 2 , Н 2 О, NH 3) - это один из путей обеспечения клетки энергией - до 10% общих энергетических потребностей. Все аминокислоты, которые не используются в синтезе белков и других физиологически важных cоединений, подвергаются расщеплению.

Существую общие и специфические пути метаболизма аминокислот. К общим путям катаболизма аминокислот относятся:

1) трансаминирование;

2) дезаминирование;

    декарбоксилирование.

2 Трансаминирование аминокислот

Трансаминирование аминокислот - основной путь дезаминирования аминокислот, который происходит без образования свободного NH 3 . Это обратимый процесс переноса NH 2 –группы с аминокислоты на –кетокислоту. Процесс открыли А.Е. Браунштейн и М.Б. Крицман (1937).

В трансаминировании могут принимать участие все аминокислоты, кроме треонина, лизина, пролина и гидроксипролина.

Реакция трансаминирования в общем виде выглядит следующим образом:

СООН СООН СООН СООН

НС - NH 2 + C = O C = O + НС - NH 2

R 1 R 2 R 1 R 2

аминокислота -кетокислота

Ферменты, которые катализируют реакции этого типа, называются аминотрансферазами (трансаминаза–ми ). В организме человека функционируют аминотрансфе–разы L–аминокислот. Акцептором аминогруппы в реакции являются -кетокислоты – пируват, оксалоацетат, -кето–глутарат. Наиболее распространенные аминотрансферазы – АлАТ (аланинаминотрансфераза), АсАТ (аспартатамино–трансфераза), тирозинаминотрансфераза.

Реакция, которую катализирует фермент АлАТ, представлена ниже:

СООН СООН CООН СООН

│ │ АлАТ │ │

НСNH 2 + C = O C = O + HCNH 2

│ │ │ │

CH 3 CH 2 CH 3 CH 2

Ала │ ПВК │

- кетоглутарат глу

Реакцию, которую катализирует фермент АсАТ, схематически можно изобразить следующим образом:

Асп + -кетоглутарат Оксалоацетат + Глу.

Кофермент трансаминаз – пиридоксальфосфат (В 6) – входит в состав активного центра фермента. В процессе трансаминирования кофермент выполняет роль перенос–чика аминогруппы, и происходит взаимопревращение двух коферментных форм ПАЛФ(пиридоксаль–5–ф) и ПАМФ (пиридоксамин–5–ф):

NH 2 –группа

Палф  памф.

NH 2 –группа

Трансаминирование активно протекает в печени. Это позволяет регулировать концентрацию любых амино–кислот в крови, в том числе и поступивших с пищей (за исключением тре, лиз, про). Благодаря этому оптимальная смесь аминокислот переносится с кровью во все органы.

Некоторые клинические аспекты

В ряде случаев может происходить нарушение трансаминирования аминокислот:

1) при гиповитаминозе В 6 ;

2) при лечении туберкулеза антагонистами трансами–аз – фтивазидом и его аналогами;

3) при голодании, циррозе и стеатозе печени наблюда–ется недостаток синтеза белковой части трансами–наз.

Для диагностики имеет значение определение активности аминотрансфераз в плазме крови. При патологических состояниях происходит усиление цитолиза в том или ином органе, что сопровождается повышением активности этих ферментов в крови.

Отдельные трансаминазы находятся в различных тканях в неодинаковом количестве. АсАТ больше в кардиомиоцитах, печени, скелетных мышцах, почках, поджелудочной железе. АлАТ – в рекордном количестве в печени, в меньшей степени - в поджелудочной железе, миокарде, скелетной мускулатуре. Следовательно, повышение активности АсАТ в крови более характерно для инфаркта миокарда (ИМ), а повышение активности АлАТ может свидетельствовать о цитолизе в гепатоцитах. Так, при остром инфекционном гепатите в крови активность АлАТ >АсАТ; но при циррозе печени -АсАТ >АлАТ. Незначительное повышение активности АлАТ имеет место также при ИМ. Поэтому определение активности сразу двух трансаминаз является важным диаг–ностическим тестом. В норме соотношение активностей АсАТ/АлАТ (коэффициент де Ритиса) составляет 1,330,42. При ИМ величина этого коэффициента резко возрастает, у больных инфекционным гепатитом, напротив, происходит снижение этого показателя.

23.6.1. Декарбоксилирование аминокислот - отщепление карбоксильной группы от аминокислоты с образованием СО2 . Продуктами реакций декарбоксилирования аминокислот являютсябиогенные амины , участвующие в регуляции обмена веществ и физиологических процессов в организме (см. таблицу 23.1).

Таблица 23.1

Биогенные амины и их предшественники.

Реакции декарбоксилирования аминокислот и их производных катализируют декарбоксилазы аминокислот. Кофермент - пиридоксальфосфат (производное витамина В6 ). Реакции являются необратимыми.

23.6.2. Примеры реакций декарбоксилирования. Некоторые аминокислоты непосредственно подвергаются декарбоксилированию. Реакция декарбоксилирования гистидина :

Гистамин обладает мощным сосудорасширяющим действием, особенно капилляров в очаге воспаления; стимулирует желудочную секрецию как пепсина, так и соляной кислоты, и используется для исследования секреторной функции желудка.

Реакция декарбоксилирования глутамата :

ГАМК - тормозный медиатор в центральной нервной системе.

Ряд аминокислот подвергается декарбоксилированию после предварительного окисления. Продукт гидроксилирования триптофана превращается в серотонин:


Серотонин образуется главным образом в клетках центральной нервной системы, обладает сосудосуживающим действием. Участвует в регуляции артериального давления, температуры тела, дыхания, почечной фильтрации.

Продукт гидроксилирования тирозина переходит в дофамин:


Дофамин служит предшественником катехоламинов; является медиатором ингибирующего типа в центральной нервной системе.

Тиогруппа цистеина окисляется до сульфогруппы, продукть этой реакции декарбоксилируется с образованием таурина:

Таурин образуется главным образом в печени; участвует в синтезе парных желчных кислот (таурохолевой кислоты).

21.5.3. Катаболизм биогенных аминов. В органах и тканях существуют специальные механизмы, предупреждающие накопление биогенных аминов. Основной путь инактивации биогенных аминов - окислительное дезаминирование с образованием аммиака - катализируется моно- и диаминооксидазами.

Моноаминооксидаза (МАО) - ФАД-содержащий фермент - осуществляет реакцию:

В клинике используются ингибиторы МАО (ниаламид, пиразидол) для лечения депрессивных состояний.