Метаболиты аминокислот (Лекция 6)

У метаболитов с небольшой молекулярной массой звенья первичных предшественников иногда очевидны; примером может служить образующийся из аминокислот (изолейцин + лейцин) дикетопиперазин – аспергилловая кислота (из Aspergillus spp.). В его структуре сохранены оба атома азота дипептида-предшественника.

Однако природа звеньев соединений-предшественников может быть замаскирована, например, в результате окислительных реакций, путем образования новых углерод-углеродных связей или посредством потери аминного атома азота, например, в виридикатине (из Penicillium viridicatum) и атроментине (из Paxillus atromentosus).

Биосинтетические реакции типа молекулярных перегруппировок или расщепления углерод-углеродных связей еще более маскируют природу исходных предшественников, так что звенья последних часто изменяются до неузнаваемости. В качестве примеров можно привести представителей большой группы растительных индольных алкалоидов, например коринантеин и иохимбин и многие др.

Ключ к биосинтетическому происхождению последних был подобран посредством изучения возможных структурных взаимосвязей с другими природными соединениями, биогенез которых более очевиден, особенно с продуктами метаболизма таксономически близких видов или родов.

ВТОРИЧНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ ФЕНИЛАЛАНИНА И ТИРОЗИНА У ЖИВОТНЫХ

На схеме представлены основные метаболиты фенилаланина и тирозина в организме животных. Много внимания в многочисленных работах уделялось зависимому от птеридина гидроксилированию фенилаланина в тирозин, что частично объяснялось наличием такого тяжелого нарушения обмена, как фенилкетонурия, при которой этой реакции не происходит.

ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Гормоны щитовидной железы, основными и наиболее активными формами которых являются тироксин и трииодтиронин:

которые образуются в результате метаболических превращений тирозина. Щитовидная железа богата иодид ионами, которые активно поступают из плазмы. Под действием особой пероксидазы иодид-ионы вступают в реакцию, приводящую к иодированию остатков тирозина в высокомолекулярном (димерном) белке тиреоглобулине.

Путем такого иодирования нескольких боковых цепей тирозина образуются остатки моно- и дииодтирозина:

Реакции сопряжения колец с образованием эфирной связи легко протекает в присутствии кислорода и пероксидазы.

Первоначально из иодированного тирозина образуется радикал с дефицитом электронов, который подвергается β-элиминированию с образованием дегидроаланина и ароматического радикала. Последний конденсируется со вторым радикалом, образуя трииодтиронин или тироксин. На заключительной стадии тироксин и трииодтиронин освобождаются из тиреоглобулина под действием ряда протеиназ.

Как пример промышленного синтеза природного соединения можно привести синтез лиотиронина гидрохлорида:

Исходным веществом в синтезе лиотиронина гидрохлорида является L-тирозин, который нитруют в L-3,5-динитротирозин. 3,5-Динитропроизводное ацетилируют и полученный L-N-ацетил-3,5-динитротирозин этерифицируют. Этиловый эфир тозилируют и образующийся этиловый эфир L-N-ацетил-β-[3,5-динитро-4-(4'-толуолсульфонилокси)-фенил]-аланина без выделения подвергают взаимодействию с монометиловым эфиром гидрохинона. Далее проводят гидрирование, после чего через диазосоединение получают этиловый эфир L-N-ацетил-β-[3,5-дииод-4-(4'-метоксифенокси)-фенил]-аланина. Последний подвергают деметилированию кипячением с иодисто-водородной кислотой и L-3,5-дииодтиронин иодируют растворе иода в иодистом калии в среде этиламина до лиотиронина.