Янг Л., Моу Дж. Метаболизм соединений серы

Подождите немного. Документ загружается.

Тиолы и дисульфиды

По-видимому, р-кетотиолаза обладает функциональ-

ной сульфгидрильной группой, так как действие ее

тормозится йодуксусной кислотой и арсенитом. Ли-

нен [157] получил данные, показывающие, что этот фер-

мент (HS—Е) участвует в тиоловой реакции следую-

щим образом:

•

СО

•

СО

•

KoA + HS-E

R • CH

•

СО

•

S-E + CH

-CO-S- KoA

R-CH

-CO- S-E + HS

•

KoA ^zt R-CH

-CO-S- KoA -f HS-Е.

В результате этих реакций первоначальное соединение

кофермента А с жирной кислотой, т. е.

R-CH

- CH

-CH

-CO-S- KoA

превращается в производное, имеющее на два углерод-

ных атома меньше. Этот процесс распада повторяется

до тех пор, пока вся молекула жирной кислоты не под-

вергнется окончательному расщеплению. Ацетилкофер-

мент А

-CO-S-KoA,

образующийся в этих реакциях, может конденсироваться

с щавелевоуксусной кислотой, образуя цитрилкофер-

мент А, который под действием деацилазы превращается

в лимонную кислоту и кофермент А:

H I

I CH

I +CH

-CO-S-KoA HO-C -CO

H + H

СО 1

I CH

H I

CO-S-KoA

HO C - CO

H + HS - KoA

Г лава

III

Лимонная кислота подвергается затем ряду превраще-

ний, которые составляют цикл трикарбоновых кислот.

Детальное знакомство с различными функциями кофер-

мента А в межуточном обмене можно найти в обзорах

Липмана, Линена и Грина [151, 158—160].

Л и п о е в а я кислота

Липоевая кислота первоначально была изучена у ми-

кроорганизмов (см. гл. IX), причем было показано, что

она участвует в окислительном декарбоксилировании

а-кетокислот [161, 162]. У высших животных потребность

в введении липоевой кислоты с пищей не установлена, и

ее распад и образование у этих животных, по-видимому,

не исследованы. Было, однако, сообщено [163—165], что

липоевая кислота содержится в препаратах оксидазы

пировиноградной кислоты и оксидазы а-кетоглутаровой

кислоты, полученных из тканей животных; возможно, что

она играет определенную роль в обмене веществ и у жи-

вотных

') В последние годы был получен ряд данных, свидетельствую-

щих о том, что липоевая кислота может играть определенную

роль и в процессах обмена веществ у животных. Рейсе и Геллер-

ман при исследовании окисления пировиноградной кислоты в сар-

косомах сердца крыс обнаружили, что торможение этого окисле-

ния мышьяковистыми соединениями может быть снято добавле-

нием к саркосомам липоевой кислоты. Цистеин не оказывал подоб-

ного эффекта, и авторы пришли к заключению, что липоевая кис-

лота играет важную роль в процессах окисления в митохондриях

сердечной мышцы животных (Reiss О., Hellerman L., Journ. bio

Chem., 231, 557 (1958)). Сенеди и Сирлс (Sanadi D., Searls., Biochim.

a. Biophys. Acta., 24, 220 (1957)) указали на участие липоевой

кислоты в обратимом окислении восстановленной формы дифосфо-

пиридиннуклеотида при действии глутаматдегидрогеназы. Весьма

интересные данные о способности липоевой кислоты, обладающей

высоким редокс-потенциалом, замещать аскорбиновую кислоту в

рационе морских свинок, а также предотвращать явления авита-

миноза при недостаточности в пище витамина E приводятся в ра-

боте Розенберга и Гулика (Rosenberg H., Gulik R., Abstr. Am.

Chem., Soc., 133 Meeting, 1958). В ряде работ итальянских авто-

ров было также найдено, что липоевая кислота может предотвра-

щать жировую дегенерацию и удлинять жизнь крыс при отравле-

нии ССЦ, а также при поражениях печени, вызванных другими

причинами (Gallone P., Cousolo F., Boll. Joe. Ital. biol. sper., 33,

1318, 1329 (1957); Poterni Germini P., Garassini G., Folia Med. (Nap-

les), 40, 665 (1957)). — Прим. ред.

Тиолы. и дисульфиды

Эрготионеин

Танре [166] первоначально выделил эрготионеин из

спорыньи ржи. Как показали Барджер и Эвинс [167], он

представляет собой бетаин 2-тиолгистидина

I==JCH

-CH-N

(CH

)

N NH COZ

Эрготионеин

Это соединение было затем обнаружено во многих тк?-

нях животных и человека [168—171], в частности в пе-

чени, но, по-видимому, оно отсутствует в плазме и голов-

ном мозге. Недавно Леон и Манн [172, 173] сообщили

о наличии эрготионеина в сперме хряка, а именно в се-

менной жидкости. Он встречается также в растениях,

преимущественно в зернах хлебных злаков.

Путь синтеза эрготионеина у животных изучали с по-

мощью меченых соединений — возможных его предше-

ственников. Хит и сотрудники [174] нашли, что у хряка

ни сульфат, ни тиолгистидин, меченные S

, не повышают

количества меченого эрготионеина, но что сера метиони-

на включается в эрготионеин семени. Как показал Мел-

вилл [175, 176], 2-тиолгистидин не является также пред-

шественником эрготионеина у крыс. В тщательных

опытах с метионином, меченным S

и С

, этот автор

установил, что эта аминокислота не участвует в синтезе

эрготионина у свиньи и различных других животных.

Показано также, что гистидин, цистин и глицин не уча-

ствуют в синтезе эрготионеина.

Мелвилл и другие пришли к заключению, что эрго-

тионеин, присутствующий в тканях животных, происхо-

дит исключительно из пищи. В опытах по изучению пи-

щевых потребностей животных было показано, что на-

личие менее чем 1 части эрготионеина в 100 000 частях

пищи приводит к накапливанию этого соединения в эри-

троцитах (176]. Когда крысы получали корм без эрго-

тионеина, количество последнего в крови и тканях

Г лава III

снижалось до ничтожных величин [177]. Мелвилл и Эйч

[178] выделили эрготионеин из овса, и это объяснило преж-

ние наблюдения Болдриджа и Льюиса [179], показавших,

что при добавлении овса к пище кроликов содержание

эрготионеина в крови этих животных сильно повышалось.

Недавно было установлено, что некоторые микро-

организмы могут образовывать эрготионеин. Так, напри-

мер, Neurospora crassa синтезирует это соединение, ис-

пользуя неорганический сульфат, цистин или метионин

как источник серы и гистидин как источник углерода и

азота [180]. Возможно, что некоторое количество эрго-

тионеина в хлебных злаках образуется за счет синтеза

его микроорганизмами. Вместе с тем установлено, что

животные не получают значительных количеств эрготио-

неина за счет синтеза его флорой кишечника [181].

Об обмене эрготионеина известно мало. Хит [182] по-

казал, что при введении эрготионеина, меченного S

крысам per os примерно около '/з соединения окисляется

в сульфат. Близкое к эрготиотеину соединение — 2-тиол-

гистидин — in vivo окисляется незначительно.

Некоторые другие тиолы и дисульфиды

Было изучено также образование сульфата из ряда

других тиолов и дисульфидов, помимо рассмотренных

выше. Поскольку в то время, когда ставились эти опыты,

метод меченых атомов еще не применяли, точность полу-

„ ченных результатов была ниже той, которая характерна

для изотопных исследований. Тем не менее ясно, что от-

дельные тиолы и дисульфиды окисляются in vivo до

сульфата в совершенно различной степени. Например,

изоцистеин

N-CH

-CH(SH)-CO

в отличие от цистеина, при подкожном введении или

введении per os кроликам не вызывает значительного

увеличения выделения сульфата с мочой. Большая

часть серы мочи была обнаружена при этом в виде

дисульфида (вероятно, изоцистина) [183]. Тиогликоле-

вая кислота HS-CH

-CO

H, а также тиомолочная

Тиолы и дисульфиды

кислота CH

CH(SH)CO

H [184], дитиогликолевая кис-

лота (—S

•

, pp'-дитиодипропионовая кис-

лота (—S • CH

•

и оксианалог цистина,

аа'-диокси-р^'-дитиодипропионовая кислота [185],

(-S

•

CH (ОН) С0

Н)

подвергаются значительному окислению до сульфата

в организме животного. Следует отметить, что послед-

ние три дисульфида не могут замещать цистин в пище

крыс [186, 187].

В последние годы известное биохимическое значение

приобрел метантиол, так как было показано, что различ-

ные микроорганизмы, а также препараты митохондрий

из печени крыс образуют его из метионина. Введение

крысам метантиола, меченного С

, позволило установить,

что это соединение служит источником метальных групп,

поскольку в этих опытах С

был обнаружен в металь-

ных группах холина и метионина. В аналогичных опытах

с метантиолом, меченным S

, установлено, что это со-

единение связывается дисульфидными связями с белка-

ми печени и S

не переносится на метионин и цистин

[188], а появляется в моче преимущественно в виде суль-

фата [189]. Найдено, что в дрожжах содержится фер-

мент, катализирующий образование метилового эфира

из 3-фосфоглицериновой кислоты и метантиола в при-

сутствии АТФ [190]. Как нашел Смит [191], этантиол при

введении собакам per os окисляется до сульфата. Не-

давно Сноу [192] изучил обмен соединений, близких

к этантиолу, и установил, что при введении мышам и

морским свинкам диэтилдисульфида и этилтиобензоата,

меченных S

, большая часть радиоактивной серы выде-

лялась с мочой в виде сульфата. В моче морских свинок,

получавших диэтилдисульфид, находили этилметилсуль-

фон. В противоположность алифатическим тиолам ни

тиолфенол, ни тиолкрезол не вызывают образования

сульфата в моче кролика [184].

Значительный интерес представляет обмен 2,3-димер-

каптопропанола (британский антилюизит, или БАЛ), при-

меняемого в качестве антидота при отравлениях мышь-

яком и другими тяжелыми металлами [193—196]. Этот

вопрос изучали три группы исследователей [197—199],

Г лава III

работавшие с 2,3-димеркаптопропанолом, меченным

; и все они пришли к выводу, что большая часть S

входящей в состав БАЛа, введенного в организм,

выделяется в моче главным образом в виде нейтральной

серы и в незначительных количествах в виде сульфата.

Применяя метод изотопного разведения для исследова-

ния мочи крыс, получающих 5

-БАЛ, Симпсон и Янг

[198] не нашли в моче неизмененного БАЛа. Аналогич-

ные результаты получили Тамболин и сотрудники [199]

при помощи радиохроматографических методов. Глав-

ные продукты обмена БАЛа еще не идентифицированы,

но некоторые данные по этому вопросу получили Стокен

и Томпсон [200]; они наблюдали, что введение крысам

и кроликам относительно больших доз БАЛа приводит

к выведению тиола, не идентичного БАЛу, но близкого

к нему [201].

ЛИТЕРАТУРА

1. WollastonW. Н, Phil. Trans., 223 (1810).

2. Friedmann E., Beitr. chem. Physiol. Path., 2, 433 (1902).

3. Friedmann E., Beitr. chem. Physiol. Path., 3, 1 (1903).

4. Morner K. A. H., Hoppe-Seyl. Z., 28, 595 (1899).

5. Mueller J. H., Proc. Soc. exp. Biol., N. Y., 19, 161 (1922).

6. M u e

1 1

e r J. H., J. biol. Chem., 56, 157 (1923).

7. Jackson R. W., Block R. J., J. biol. Chem., 98, 465 (1932).

8. Beach E. F., WhiteA., J. biol. Chem., 127, 87 (1939).

9. Fromageot C., Wookey E., Chaix P., Enzymologia, 9,

198 (1940).

10. Smythe С. V., J. biol. Chem., 142, 387 (1942).

11. Chatagner F., Bergeret B., C. R. Acad. Sci., Paris, 232,

448 (1951).

12. Virtue R. W., Doster-Virtue M. E., J. biol. Chem., 127,

431 (1939).

13. Fromageot C., Chatagner F., Bergeret B., Biochim.

biophys. Acta, 2, 294 (1948).

14. Schoberl A., Kawohl M., Hamm R., Ber. dtsch. chem.

Ges., 84, 571 (1951).

15. Wood J. L., Cooley S. L„ J. biol. Chem., 218, 449 (1956).

16. Voegtlin C., Johnson J. M., Dyer H. A., J. Pharmacol.,

27, 467 (1926).

Литература

17. Harris J., Mackenzie С. G., Fed. Proc., 14, 223 (1955).

18. KeiIin D., Proc. Roy. Soc., В, 106,418 (1930).

19. Medes G., Biochem. J., 33, 1559 (1939).

20. Meister A., Fraser P. E., Tiee S. V., J. biol. Chem., 206,

561 (1954).

21. Nickerson W. J., Romano A. H., Science, 115, 676

(1952).

22. Lewis H B., Updegraff H., McCiinty D. A., J. biol.

Chem., 59, 59 (1924).

23. Pirie N. W., Biochem. J., 28, 305 (1934).

24. Tarr H. L. A., Biochem. J., 27, 1869 (1933).

25. Lavine T. F., J. biol. Chem., 117, 309 (1937).

26. Schoberl A., Hornung T., Liebigs Ann., 534, 210 (1938).

27. Schoberl A., Rambacher P., Liebigs Ann., 538, 84 (1939).

28. Tarr H. L. A., Biochem. J., 27, 1869 (1933)

29. Tarr H. L. A., Biochem. J., 28, 192 (1934).

30. Smythe С. V., Advanc. Enzymol., 5, 237 (1945).

31. Fromageot C., The Enzymes, Vol. I, p. 1237. Ed. by

J. B. Sumner and K. Myrback, New York, Academic Press

(1951).

32. Suda M., Kisu Y., Saigo T., Ichihara K., Med. J. Osaka

Univ., 3, 469 (1953).

33. Cammarata P. S., Cohen P. P., J. biol. Chem., 187, 439

(1950).

34. Б p а у и ш

e й и A. E., Азарх P. M., Изв. АН СССР, 71,

93 (1950).

35. Chatagner F., Bergeret В., Ann. Nutr., Paris, 9, 93

(1955).

36. Fromageot C., Chaix P., Thibault Y., Bull. Soc. chim.,

Pans, 13, 202 (1946).

37. F г о m a g e о t C., DesnueIle P., Bull. Soc. Chim. biol., Pa-

ris, 24, 1269 (1942).

38. Greenstein J. P., Leuthardt F. M., J. nat. Cancer Inst.,

5, 209 (1944).

39. HeIe T. S., Pirie N. W., Biochem. J., 25, 1095 (1931).

40. Medes G., Biochem. J., 31, 1330 (1937).

41. Mu e 11 er J. H., J. biol. Chem., 58, 373 (1923).

42. Pirie N. W., Biochem. J., 26, 2041 (1932).

43. Medes G., Floyd N.. Biochem. J., 36, 259 (1942).

44. Lavine T. F., J. biol. Chem., 117, 309 (1937).

45. Lavine T. F., J. biol. Chem., 113, 583 (1936).

Г лава

III

46. Virtue R. W., D о s t е г — V i г t u е М. E., J. biol. Chem., 128,

665 (1939).

47. Bergeret В., Chatagner F., Biochim. biophys. Acta, 14,

297 (1954).

48. Fromageot С., Harvey Lect., 49, 1 (1953—1954).

49. Schmidt С. L. A., Clark G. W., J. biol. Chem., 53, 193

(1922).

50. Heimberg M., FridovichI., H a n d

е г P., J. biol. Chem.,

204, 913 (1953).

51. Chatagner F., Bergeret В., Sejourne Т., Froma-

geot С., Biochim. biophys. Acta, 9, 340 (1952).

52. Tabechian H., Bergeret В., Chatagner F., Bull. Soc.

Chim. biol. Paris, 35, 615 (1953).

53. Singer Т. P., Kearney E. В., Biochim. biophys. Acta, 14,

570 (1954).

54. C h a p e v i I

e F., Fromageot P., Biochim. biophys. Acta,

14, 415 (1954).

55. Fromageot C., Royer A., Enzymologia, 11, 361 (1945).

56. Awapara J., Wingo W. J., J. biol. Chem., 203, 189

(1953).

57. Blanchard M., Green D. E., Nocito V., Ratner S., J.

biol. Chem., 155, 421 (1944).

58. Blanchard M., Green D. E., Nocito V., Ratner S., J.

biol. Chem., 161, 583 (1945).

59. Cammarata P. S., Cohen P. P., J. biol. Chem., 187, 439

(1950).

60. Arnstein H. R. V.. Crawhall J. C., Biochem. J., 55, 280

(1953).

61. Butts J. S., Blunden H., Dunn M. S., J. biol. Chem., 124,

709 (1938).

62. Medes G., Vitanza I., Biochem. J., 33, 1570 (1939).

63. Stohr R., Biochem. Z., 299, 242 (1938).

64. Hess W. C„ J. biol. Chem., 181, 23 (1949).

65. B a u m a n n E., Preusse C., Ber. dtsch. chem. Ges., 12, 806

(1879).

66. Jaffe M., Ber. dtsch. chem. Ges., 12, 1092 (1879).

67. Baumann E., Schmitz P., Hoppe-Seyl. Z., 20, 586 (1895).

68. Young L., Zbarsky S. H., J. biol. Chem., 154, 389 (1944).

69. A z о u z W. M., Parke D. V., Williams R. T., Biochem. J.,

59, 410 (1955).

70. Parke D. V., Williams R. T., Biochem. J., 59, 415 (1955).

Литература

71. J о n d о г! W. R., Parke D. V., Williams R. Т., Biochem.

J., 61, 512 (1955).

72. Bourne М. С., Young L., Biochem. J., 28, 803 (1934).

73. Boyland E., Levi A. A., Biochem. J., 30, 1225 (1936).

74. Zbarsky S. H., Young L, J. biol. Chem., 151, 487 (1943).

75. W о о d J. L., Fieser L. F., J. Amer. fhem. Soc., 62, 2674

(1940).

76. Stekol J. A., J. biol. Chem., 124, 129 (1938).

77. StekolJ. A., J. biol. Chem., 138, 225 (1942).

78. Bray Н. G., James S. P., Thorpe W. V., Biochem. J., 67,

607 (1957).

79. Roberts J. J., Warwick G. P., Nature, Lond., 179, 1181

(1957).

80. Zbarsky S. H., Young L., J. biol. Chem., 151, 217 (1943).

81. Stekol J. A., J. biol. Chem., 122, 333 (1937—1938).

82. Gutmann H. R., Wood J. L., J. biol. Chem., 189, 473 (1951)

83. Stekol J. A., Proc. Soc. exp. Biol., N. Y., 43, 108 (1940).

84. Stekol J. A., J. biol. Chem., 176, 33 (1948).

85. Stekol J. A., J. biol. Chem., 140, 827 (1941).

86. Boyland E., Sims P., Solomon J. B., Biochem. J., 66, 42P

(1957).

87. Knight R. H., Young L., Biochem. J., 66, 55P (1957).

88. Muldoon J. A, Shiple G. J., Sherwin C. P., J. biol.

Chem., 59, 675 (1924).

89. Shiple G. J., Muldoon J. A., Sherwin C. P., J. biol.

Chem., 60, 59 (1924).

90. R о s e A. R., Shiple G. J., S h e r w i n C. P., Amer. J. Physiol.,

69, 518 (1924).

91. Coombs H. I., Hele T. S., Biochem. J., 21, 611 (1927).

92. L a wrie N. R., Biochem. J., 25, 1037 (1931).

93. Marsden C. M., Young L., Unpublished observations.

94. Adams D. R., Brit. J. Ophthal., 14, 49 (1930).

95. Tsuji T., J. Biochem., Tokyo, 15, 33 (1932).

96. Nakashima T., J. Biochem., Tokyo, 19, 281 (1934).

97. White A., Jackson R. W., J. biol. Chem., Ill, 507 (1935).

98. StekolJ. A., J. biol. Chem., 127, 131 (1939).

99. White J., White A., J. biol. Chem., 131, 149 (1939).

100. MedesG., Biochem. J., 31, 12 (1937).

101. L e w i s H. B., Ann. intern. Med., 6, 183 (1932).

102. Brand E., Cahill G. F., Harris M. M., J. biol. Chem., 109,

69 (1935).

Г лава III

103. D en t С. E., Rose G. A., Quart. J. Med., 20, 205 (1951).

104. Yeh Н. L., Frankl W., Dunn М. S., Parker P., Hug-

hes В., Gyorgy P., Amer. J. med. Sei., 214, 507 (1947).

105. Stein W. H., Proc. Soc. exp. Biol., N. Y., 78, 705 (1951).

106. Dent C. E., Heathcote J. G., Joron G. E., J. clin. Invest.,

33, 1210 (1954).

107. Dent C. E., Senior B., Walshe J. M., J. clin. Invest., 33,

1216 (1954).

108. Garrod A. E., Inborn Errors of Metabolism, 2nd End. Lon-

don. Henry Frowde and Hodder and Stoughton

1923.

109. Cantoni G. L., Scarano E., J. Amer. chem. Soc., 76, 4744

(1954).

110. Ericson P. E., Williams J. N., jun., Elveh j em C. A.,

Acta, chem. scand., 9, 859 (1955).

111. Du Vigneaud V., Loring H. S., Craft H. A., J. biol.

Chem., 105, 481 (1934).

112. Shen C. W., Lewis H. B., J. biol. Chem., 165, 115 (1946).

113. Virtue R. W., Doster —Virtue M. E., J. biol. Chem., 119,

697 (1937).

114. RackerE., J. biol. Chem., 217, 867 (1955).

115. Dyer H. M., Du Vigneaud V., J. biol. Chem., 109, 477

(1935).

116. Rose W. C., Rice E. E., J. biol. Chem., 130, 305 (1939).

117. В о r s о о к H., D u b n о f f J. W., J. biol. Chem., 169, 247 (1947).

118. Du Vigneaud V., Wood J. L., Irish O. J., J. biol. Chem.,

129, 171 (1939).

119. Borek E., WaeIsch H., J. biol. Chem., 141, 99 (1941).

120. Fromageot C., Desnuelle P., C. R. Acad. Sci., Paris, 214,

647 (1942).

121. Ka 11 i о R. E., J. biol. Chem., 192, 371 (1951).

122. Cantoni G. L., A Symposium on Amino Acid Metabolism,

p. 601. Ed. by W. D. McEIroy and B. Glass, Baltimore, The

Johns Hopkins Press, 1955.

123. Waelsch H, Rittenberg D., J. biol. Chem., 139, 761

(1941).

124. Waelsch H., Rittenberg D., J. biol. Chem., 144, 53 (1942).

125. Anderson E. I., Mosher W. A., J. biol. Chem., 188, 717

(1951).

126. Johnston R. B., Bloch K., J. biol. Chem, 188, 221 (1951).

127. Yanari S, Snoke J. E., Bloch K., J. biol. Chem., 201, 561

(1953).