реагирует на особый набор конечных продуктов. То же относится и к двум аспар-тополуальдегид-редуктазам, катализирующим третью стадию. Отметим, "что здесь наблюдаются как репрессия транскрипции, так и ретроинги-*бирование самих ферментов [48]. Следует также указать, что к схеме, изображенной на рис. 14-6, можно добавить еще множество других ре-туляторных факторов.

"2. Лизин, диаминопимелат, дипиколиновая кислота и карнитин

Хотя животные вообще неспособны синтезировать лизин и он для них является одной из незаменимых аминокислот, которые должны обязательно поступать с пищей, известно два различных пути его образования у других организмов. а-Аминоадипинатный путь (рис. 14-2) наблюдается лишь у некоторых представителей низших грибов, у высших трибов и у эвгленид. Исходным соединением служит 5-углеродный чх-кетоглутарат. Бактерии, другие виды низших грибов и зеленые растения используют диаминопимелинатный путь (рис. 14-7), начинающийся с четырехуглеродного аспартата. .

а-Аминоадипинатный путь (рис. 14-2) идет параллельно пути биосинтеза орнитина. Происходит элонгация цепи а-кетоглутарата (рис. 11-7) с превращением его в а-кетоадипинат, который путем пе-реаминирования преобразуется в а-аминоадипинат. Затем следует ДТР-зависимое восстановление в альдегид. Заключительная стадия пе-реаминирования идет необычным образом, без участия PLP-зависимого-^ермента: альдегид образует шиффово основание с глутаматом с поNADPH .

HOOC N COOH

Дипиколиновая кислота, главный компонент бактериальных спор

(компонент пептидоеликанов у некоторых видов бактерий)

ЛЛЕЗО-Диаминопимвлинат (компонент большинства ПЕПТИДОГЛИКАНОВ

грамотрицательных и многих других бактерии)

L- ЛШиН

РИС. 14-7. Биосинтез лизина с использованием реакций диаминопимелинатного пути.

следующим восстановлением в сахаропин. Далее следует стадия окисления, в результате которой образуется шиффово основание между лизином и кетоглутаратом.

В ходе диаминопимелинатного пути синтеза лизина (рис. 14-7) аспартат превращается в полуальдегид аспарагиновой кислоты, к которому в результате альдольной конденсации с пируватом добавляется дополнительное двухуглеродное звено. Декарбоксилирование на конечной стадии приводит к образованию лизина. На этом пути возникает ряд Циклических промежуточных соединений, однако стоит отметить, что начальный продукт альдольной конденсации (на рис. 14-7 заключен в скобки) превращается в диаминопимелиновую кислоту через простую последовательность реакций, включающую а,р-элиминирование гидрок-сильной группы, восстановление за счет NADPH и переаминирование. Процесс осложняется естественной склонностью к замыканию кольца. Стадия сукцинилирования (рис. 14-7) требуется- как* раз для того, что* бы сместить равновесие обратно — в сторону соединений с разомкнутой цепью. Этот путь имеет особое значение для прокариотических организмов по той причине, что при этом как побочный продукт образуется важная для них дипиколиновая кислота, а на промежуточных стадиях образуются диаминопимелиновые кислоты. Циклическая дипиколиновая кислота — это важный компонент бактериальных спор и более в природе почти нигде не встречается. L,L- и л*?3одиаминопимелиновые кислоты являются компонентами пептидогликанов клеточных стенок бактерий (гл. 5, разд. Г).

сооЛизин не только входит в состав белков, но еще может подвергаться метилированию и последующему расщеплению до у-бутиробетаина [49, 50].

у-Бутиробетаин

Это соединение образуется как промежуточный продукт при биосинтезе карнитина [50а]:

Лизин е-Триметиллизин —>• —>- —>?

[уравнение (10-56)] „ v у-Бутиробетаин Карнитин. (14-ZO)

3. Катаболизм лизина

Катаболизм лизина необычен в том отношении, что между «-аминогруппой и общим «азотным фондом» не устанавливается равновесие. Однако катаболизм начинается с дезаминирования и дальше идет через р-окисление. Имеются данные по меньшей мере о шести вариантах процесса р-окисления для расщепления лизина. Возникшие в процессе эволюции различия касаются путей отщепления двух аминогрупп от углеродного скелета. В случае пути, кажущегося наиболее простым (путь А на рис. 14-8) — этот путь используется Flavobacterium fuscum [51],— е-аминогруппа отщепляется в результате прямого (но атипичного) переаминирования. Образующийся полуальдегид сс-аминоадипината окисляется в а-аминоадипинат. Последний распадается путем последовательного ряда реакций, характерных для катаболизма аминокислот: за переаминировашем следует окислительное декарбоксилирование образующейся а-кетокислоты и ^-окисление ацил-СоА-производного. При распаде лизина в последовательность реакций р-окисления дополнительно включается стадия декарбоксилирования концевой карбоксильной группы.

Переаминирование, которым начинается путь А, по-видимому, сопряжено с определенными химическими трудностями, а потому большинство организмов использует более сложные последовательности реакций, ведущих к образованию а-кетоадипината. Когда процесс идет

по пути Б (который реализуется в митохондриях печени и