ჩვენი ორგანიზმი იყენებს კომპლექსურ ბიოქიმიურ პროცესებს არასასურველი ამინომჟავების სინთეზირებისთვის, რომლებიც გადამწყვეტია სხვადასხვა ფიზიოლოგიური ფუნქციებისთვის. ამ თემატურ კლასტერში ჩვენ განვიხილავთ ამ ამინომჟავების დეტალურ ბიოსინთეზს და მათ მნიშვნელობას ბიოქიმიაში.
არაარსებითი ამინომჟავების ბიოსინთეზი
არაარსებითი ამინომჟავები არის ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიძლება სინთეზირდეს ადამიანის ორგანიზმში და ისინი ასრულებენ სასიცოცხლო როლს ცილების სინთეზში, ფერმენტების ფუნქციონირებაში და სხვა ბიოქიმიურ პროცესებში. არსებობს 11 არაარსებითი ამინომჟავა: ალანინი, არგინინი, ასპარაგინი, ასპარტინის მჟავა, ცისტეინი, გლუტამინის მჟავა, გლუტამინი, გლიცინი, პროლინი, სერინი და ტიროზინი.
ალანინის ბიოსინთეზი
ალანინი სინთეზირდება პირუვატიდან, გლიკოლიზის პროდუქტიდან, ფერმენტ ალანინ ტრანსამინაზას მოქმედებით. ეს პროცესი გულისხმობს ამინო ჯგუფის გლუტამატიდან პირუვატში გადატანას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ალანინი და α-კეტოგლუტარატი.
არგინინის ბიოსინთეზი
არგინინი სინთეზირდება მთელი რიგი საფეხურებით, რომლებიც მოიცავს შარდოვანას ციკლს და ციტრულინ-არგინინის გზას. ეს პროცესი იწყება ციტრულინის ორნიტინად გარდაქმნით, რასაც მოჰყვება შარდოვანას ჯგუფის დამატება ორნითინში ციტრულინის წარმოქმნით.
ასპარაგინის ბიოსინთეზი
ასპარაგინის ბიოსინთეზი ხდება ასპარტატის ამიდაციის გზით გლუტამინის, როგორც აზოტის დონორის გამოყენებით. ფერმენტი ასპარაგინ სინთეტაზა კატალიზებს ამ გარდაქმნას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ასპარაგინი და გლუტამატი.
ასპარტინის მჟავას ბიოსინთეზი
ასპარტინის მჟავა სინთეზირებულია ოქსალოაცეტატიდან, ლიმონმჟავას ციკლის ძირითადი შუალედური ნაწილისგან. ამ გარდაქმნას ხელს უწყობს ფერმენტ ასპარტატ ტრანსამინაზა, რაც იწვევს ასპარტინის მჟავისა და α-კეტოგლუტარატის წარმოქმნას.
ცისტეინის ბიოსინთეზი
ცისტეინის ბიოსინთეზი გულისხმობს სერინის კონდენსაციას ჰომოცისტეინთან, რეაქცია, რომელიც კატალიზირებულია ფერმენტ ცისტათიონინ-β-სინთაზას მიერ. ეს პროცესი იწვევს ცისტათიონინის წარმოქმნას, რომელიც შემდგომ ფერმენტული საფეხურებით გარდაიქმნება ცისტეინად.
გლუტამინის მჟავისა და გლუტამინის ბიოსინთეზი
გლუტამინის მჟავა და გლუტამინი მჭიდრო კავშირშია ბიოსინთეზის პროცესში. გლუტამინის მჟავა სინთეზირდება α-კეტოგლუტარატისგან ტრანსამინაციის რეაქციის გზით, ხოლო გლუტამინი წარმოიქმნება გლუტამინის მჟავისგან ფერმენტ გლუტამინის სინთეტაზას მოქმედებით, რომელიც იყენებს ატფ-ს და ამიაკს სუბსტრატებად.
გლიცინის ბიოსინთეზი
გლიცინი სინთეზირდება სერინიდან ფერმენტ სერინის ჰიდროქსიმეთილტრანსფერაზას მოქმედებით, რაც ხელს უწყობს ჰიდროქსიმეთილის ჯგუფის გადატანას სერინიდან ტეტრაჰიდროფოლატში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება გლიცინი.
პროლინის ბიოსინთეზი
პროლინის ბიოსინთეზი გულისხმობს გლუტამატის დაჟანგვას პიროლინ-5-კარბოქსილატის წარმოქმნით, რასაც მოჰყვება პიროლინ-5-კარბოქსილატის პროლინამდე შემცირება. ეს რეაქციები კატალიზებულია ფერმენტებით პიროლინ-5-კარბოქსილატ სინთაზა და პიროლინ-5-კარბოქსილატ რედუქტაზა, შესაბამისად.
სერინის ბიოსინთეზი
სერინის სინთეზირება შესაძლებელია 3-ფოსფოგლიცერატისგან, გლიკოლიზის შუალედურიდან, ფერმენტული რეაქციების სერიის მეშვეობით. ამ პროცესის მთავარი ფერმენტი არის 3-ფოსფოგლიცერატდეჰიდროგენაზა, რომელიც კატალიზებს 3-ფოსფოგლიცერატის გარდაქმნას 3-ფოსფოჰიდროქსიპირუვატად, სერინის ბიოსინთეზის წინამორბედად.
ტიროზინის ბიოსინთეზი
ტიროზინი სინთეზირდება არსებითი ამინომჟავის ფენილალანინისგან, ფერმენტული რეაქციების სერიის მეშვეობით, რომლებიც მოიცავს ჰიდროქსილაციას და დეჰიდროგენაციას. ფერმენტი ფენილალანინის ჰიდროქსილაზა ამ პროცესს იწყებს ფენილალანინის ჰიდროქსილაციით ტიროზინის წარმოქმნით.
არაარსებითი ამინომჟავების ბიოსინთეზის მნიშვნელობა
არაარსებითი ამინომჟავების ბიოსინთეზი გადამწყვეტია ორგანიზმში ამინომჟავების აუზების ჰომეოსტაზის შესანარჩუნებლად, რომლებიც აუცილებელია ცილის სინთეზისთვის, უჯრედების სიგნალიზაციისთვის და სხვადასხვა მეტაბოლური პროცესებისთვის. უფრო მეტიც, ეს არაარსებითი ამინომჟავები ემსახურება როგორც წინამორბედებს მნიშვნელოვანი ბიომოლეკულების, მათ შორის ნეიროტრანსმიტერების, ნუკლეოტიდების და ჰემის სინთეზისთვის.
დასკვნა
ადამიანის ორგანიზმში არაარსებითი ამინომჟავების ბიოსინთეზი მოიცავს რთულ ბიოქიმიურ გზებს და ფერმენტულ რეაქციებს, რომლებიც ხელს უწყობენ ბიოლოგიური სისტემების საერთო ჯანმრთელობასა და ფუნქციონირებას. ამ ამინომჟავების ბიოსინთეზის გაგება აუცილებელია ბიოქიმიის სირთულის გასარკვევად და მისი გავლენა ადამიანის ფიზიოლოგიასა და ჯანმრთელობაზე.