18.15. Лейцин распадается на ацетил-кофермент А и ацетоацетил-кофермент А

Как упоминалось выше, лейцин - единственная чисто кетогенная аминокислота во всем наборе из двацати аминокислот, Он распадается в результате реакций, с которыми мы уже встречались, когда рассматривали расщепление жирных кислот и цикл трикарбоновых кислот, Сначала лейцин в результате трансаминирования превращается в соответствующую ое-оксокислоту, -оксоизокапроат, Эта оксокислота подвергается затем окислительному декарбоксилированию

Рис. 18.16. Реакция перестройки, катализируемая кобаламиновыми ферментами. Группа может быть аминогруппой, гидроксильной группой или любым углеродсодержащим заместителем.

Данная реакция аналогична окислительному декарбоксилированию пирувата в ацетил-СоА и и а-оксоглутарата в сукцинил-СоА.

Изовалерил-СоА

дегидрируется, прямо образуя Это окисление катализируется акцептором водорода при этом служит FAD, как в аналогичной реакции окисления жирных кислот, катализируемой ацил-СоА-дегидрогеназой. В результате карбоксилирования -метилкротонил-СоА в условиях избытка АТР образуется Как и можно было предположить, механизм действия -метил-кротонил-СоА-карбоксилазы очень сходен с таковым пируват-карбоксилазы и Здесь следует сказать, что значительной частью современных представлений о механизме зависимых от биотина реакций карбоксилирования мы обязаны работе Феодора Линена (Feodor Lynen)- пионера в исследовании этих ферментов.

Бета-метилглутаконил-СоА затем гидратируется с образованием который расщепляется на ацетил-СоА и ацетоацетат. Эта реакция

уже обсуждалась в связи с образованием кетоновых тел из жирных кислот (разд. 17.12). Интересно отметить, что в распаде лейцина до ацетил-СоА и ацетоацетата участвуют многие коферменты: пиридоксальфосфат в трансаминировании, тиаминпирофосфат, липоат, FAD и NAD+ в окислительном де-карбоксилировании, снова FAD в дегидрировании и биотин в карбоксилировании. Переносчиком ацила в этих реакциях служит кофермент А.

Пути расщепления валина и изолейцина сходны с таковым лейцина. Все три аминокислоты сначала трансаминируются в соответствующие -оксокислоты, которые затем подвергаются окислительному декарбоксилированию с образованием СоА-производного. Последующие реакции сходны с реакциями окисления жирных кислот. Изолейцин дает ацетил-СоА и пропионил-СоА, тогда как валин образует метилмалонил-СоА. Существует врожденный дефект метаболизма, при котором нарушается окисление валина, изолейцина и лейцина. При болезни «кленового сиропа» блокируется окислительное декарбоксилирование этих трех аминокислот. В результате количество лейцина, изолейцина и валина в крови и

моче значительно увеличивается, что приводит к соответствующему повышению содержания -оксокислот, происходящих из этих аминокислот. Моча таких больных издает запах кленового сиропа, откуда и происходит название заболевания. Болезнь «кленового сиропа» приводит обычно к летальному исходу, если только больные не переводятся с раннего возраста на диету с низким содержанием валина, изолейцина и лейцина.