Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Синтез глицина de novo происходит в нервной ткани из серима путем обратимой N5, NP°-метилентетрагидрофолат-тет-рагидрофолатзависимой трансформации при участии фермента серинпщроксиметилггрансферазы (КФ 2.1.2.1).
Реакция катализируется серингидроксиметилтрансферазой и протекает следующим образом:
НО-СНг-НС-СООН
| + тетрагидрофолат +----->
NHj
серин
<------> СН2-СООН
I + N5, N ,0-мети лентетрагидрофолат
NH2
глицин
55
Схема 2,6. Пути метаболизма глицина в ЦНС (1 — серингидроксиметилтрансфераза; 2 — глицинаминотранс-фераза)
глюкоза
I
I гликолиз
кислота
\
креатин
Этот фермент относится к пиридоксальзависимым\ при оптимальной активности в нем содержится 6 молекул пиридоксаль-фосфата. Активность фермента в метаболических пулах головного мозга относительно постоянна, высокая активность его
56
обнаружена в спинном мозге и в мозжечке. Активность в сером веществе спинного мозга больше, чем в белом, причем в вентральном сером веществе она значительно выше, чем в дорзальном. Это коррелирует с содержанием глицина.
Другим источником синтеза глицина в нервной системе является глиоксиловая кислота, однако вклад ее в синтез глицина в головном мозге in vivo не может быть значительным, так как ее уровень в мозге низок.
В нервной ткани существует по крайней мере три пути катаболизма глицина. Первый состоит в том, что реакция превращения серина в глицин легко обратима в ткани мозга и серин-гидроксиметилтрансфераза может выступать в качестве энзима деградации глицина. Кроме того, в ЦНС представлены оксида-зы аминокислот (КФ 1.4.3.2, 1.4.3.3), которые могут использовать в качестве субстрата наряду с другими аминокислотами глицин:
сн2-соон+о2+н2о -> hc-cooh+nh3+h2o2
I к
NH, О
Третья система распада глицина локализована исключительно в митохондриях и является нетипичной декарбоксилазой аминокислот, так как зависит и от НАД+, и от тетрагидрофолата (ТГФ). Расщепление глицина на одноуглеродные фрагменты протекает по схеме:
СН2МН2СООН+ТГФ -> метилен-ТГФ + C02+NH3 Метилен-ТГФ--------------> С02+ТГФ
Важно отметить образование в этих реакциях метилентетра-гидрофолата, который может быть использован в мозге как источник одноуглеродных фрагментов. То же следует подчеркнуть применительно к описанной серингидроксиметилтранс-феразной реакции.
При участии глицин-расщепляющей системы глицин распадается на метилентетрагидрофолат, диоксид углерода и аммиак, затем происходит окисление метилен-ТГФ с образованием СО, — окончательного продукта распада глицина.
Как уже упоминалось, глицин является ингибиторным трансмиттером в спинном мозге (подробнее см. гл. 7 и 8). В других районах депрессорное действие глицина проявляется слабо. Поэтому спинной мозг имеет высокоаффинную и низкоаффинную систему захвата глицина (Км < 50 мкМ и > 100 мкМ соот-
57
ветственно), в то время как кора головного мозга содержит только низкоаффинную систему.
Интересно отметить, что повышенный уровень глицина обнаружен в эпилептогенных районах мозга человека, удаленных хирургическим путем. Он накапливается также в эпилептогенных районке мозга у животных с вызванными кобальтом припадками, причем тяжесть припадков пропорциональна накоплению глицина. Возможно, это — компенсаторные процессы.
Высокий уровень глицина в плазме крови или в моче обычно свидетельствует о нарушении мозговых функций. Гипергли-цинемия развивается в раннем возрасте и сопровождается эпизодическими рвотами, подавлением двигательной активности, нарушением ЭЭГ и часто кончается смертью. Известны два типа гиперглииинемии — кетотическая (или идиопатическая) и не-кетотическая, которая в большинстве случаев тоже детальна. Кетотическая гиперглицинемия сопровождается губчатой дегенерацией белого вещества мозга и задержкой миелинизации.
2.5. СЕРУСОДЕРЖАЩИЕ АМИНОКИСЛОТЫ
Метионин представляет особый интерес как источник штильных групп. Полученный с пищей, а также образованный в других тканях, метионин поступает в мозг через систему активного транспорта больших нейтральных аминокислот. Концентрация метионина в целом мозге сравнительно низка — от 10 до 100 нмоль/г сырой массы у различных видов животных. Региональные различия в концентрации метионина невелики. Влияние диеты на концентрацию метионина в мозге также незначительно из-за конкурентных отношений с нейтральными аминокислотами за транспортные системы. Метионин в пуле свободных аминокислот утилизируется на 80% для синтеза белка.
Метаболизм свободного метионина до цистеина начинается с образования S-аденозилметионина (схема 2.7), реакция катализируется метионин-аденозилтрансферазой (КФ 2.4.2.13). S-Аденозилметионин является главным донором метальных групп в мозге, необходимых для метилирования катехоламинов, гистамина, фосфатидилэтаноламина, нуклеиновых кислот.
