Биоорганическая химия / Сыровая А.О. и др Аминокислоты глазами химиков, фармацевтов, биологов. Т. 2

Гипоглицин А, в частности, обнаружен в незрелых плодах дерева Blighia sapida, произрастающего в тропиках. Употребление в пищу этих плодов вызывает ямайскую рвотную болезнь, характеризующуюся рвотой и гипогликемической комой. Гипоглицин А ферментативным путем превращается в мощный ингибитор окисления СоА-эфиров жирных кислот с короткой цепью. В присутствии гипоглицина А бутироил-СоА гидролизуется с образованием свободного бутирата,

который накапливается в крови и косвенным путем вызывает гипогликемию [22]. 1-Аминоциклопропанкарбоновая кислота является биогенным источником

этилена в растениях [23].

Стизолобовая и стизолобиновая кислоты, содержащиеся в проростках бобового растения Stizolobium hassjoo, имеют в своем составе кислородсодержащий гетероцикл и образуются ферментативным путем из

3,4-дигидроксифенилаланина (ДОФА) [24].

Мимозин (β-[N-(3-гидрокси-4-oксопиридил)]-α-аминопропионовая кислота),

структурно является аналогом дигидроксифенилаланина, в котором вместо дигидроксифенильного кольца присутствует 3-гидрокси-4-пиридоновое кольцо.

Мимозин

Мимозин в значительных количествах присутствует в тканях растений подсемейства Мимозовые семейства Бобовые (например, род Леуцена (Leucaena

231

leucocephala, Leucaena glauca). И, хотя Леуцена является ценной кормовой культурой за счет высокого содержания белка, вследствие присутствия мимозина ее использование в рационе растительноядных животных ограничено. Это вещество токсично, оно вызывает алопецию, задержку роста, катаракту, а также бесплодие у животных [25].

Мимозин также хелатирует железо и ингибирует репликацию ДНК у млекопитающих [26]. Мимозин и его производные проявляют аллелопатическую активность и могут использоваться в качестве гербицидного и фунгицидного агента для биологического контроля сорняков и вредителей [27].

Производными аланина являются β-пиразолилаланин и L-3-(2-фуроил)

аланин, обнаруженные в гречихе и ракитнике [12]. β-Пиразолилаланин также используется для синтеза искусственных пептидов аналогичных природным с целью изучения роли отдельных аминокислот в составе биологически-активных пептидов [28].

Дисигербарин – аминокислота, выделенная из морского организма – губки

Dysidea herbacea.

NHCH3

Дисигербарин

232

Это вещество является нейротоксином и индуцирует конвульсии и судороги при введении экспериментальным животным (мышам). Дисигербарин обладает наиболее мощной эпилептогенной активностью среди аминокислот и используется в экспериментальных моделях для изучения соответствующих патологических состояний центральной нервной системы [29, 30]. Для применения в экспериментальных исследованиях в области нейрофизиологии в настоящее время разрабатываются эффективные пути синтеза дисигербарина [31, 32].

Производные глицина

Саркозин (N-метилглицин) является производным глицина. Он служит интремедиатом в биосинтезе и деградации глицина (например, биосинтез глицина из холина).

СН3 – NH – CH2 – COOH

Саркозин

Cаркозин обнаружен в мышцах и других тканях организма, он достаточно распространен в природе и присутствует в пищевых продуктах – желтке яиц,

ветчине, овощах, мясе индейки, бобовых и т.д. В организме саркозин ферментативным путем быстро превращается в глицин, который является не только протеиногенной аминокислотой, но и предшественником других важнейших биологически активных веществ – глутатиона, креатина, пуринов и серина [33]. Саркозин применяется в клинической практике в качестве вспомогательного средства для лечения шизофрении. Он влияет на обмен глицина в мозге и таким образом улучшает психотические и депрессивные симптомы у пациентов с шизофренией [34].

Два остатка саркозина входят в состав актиномицина D – антибиотика,

продуцируемого актиномицетами. Актиномицин D нарушает обмен нуклеиновых кислот и применяется в медицине для лечения некоторых видов злокачественных

233

опухолей, однако применение ограничено его высокой токсичностью. В то же время этот антибиотик используется в биохимических исследованиях как избирательный ингибитор синтеза РНК в микробной, растительной и животной клетке [5]. α-(2-иминогексагидро-4-пиримидил)глицин входит в состав химостатина – тетрапептида микробного происхождения, являющегося ингибитором протеаз – химотрипсина, катепсина, папаина, т.е ферментов,

обладающих химотрипсиноподобной субстратной специфичностью [35–37].

H2N CH COOH

NH

N NH

H

α-(2-Иминогексагидро-4-пиримидил)глицин

Такой ингибитор может использоваться в качестве противовоспалительных и противораковых средств [38].

Streptomyces sviceus продуцируют α-амино-3-хлоро-4,5-дигидро-5-

изоксазолуксусную кислоту.

Cl

H

N CH COOH

O

NH2

α-Амино-3-хлоро-4,5-дигидро-5-изоксазолуксусная кислота

Это соединение является антибиотиком с противоопухолевым действием [39].

Иботеновая кислота – одно из главных ядовитых веществ некоторых видов мухоморов (Amanita) [40].

234

NH2

CH COOH

O

O N

H

Иботеновая кислота Иботеновая кислота обладает психоактивным, нейротоксическим, а также

инсектицидным действием [41,42].

Иботеновая кислота применяется в экспериментальной нейрофизиологии для селективного разрушения определенных структур нервной системы [43].

α-(Mетиленциклопропил)глицин выделен из семян растения личи (Litchi chinensis). Это соединение является гомологом гипоглицина А и также как гипоглицин А проявляет гипогликемическую активность при введении животным

[44].

α-(Метиленциклопропил)глицин

Производные тирозина Предшественники тиреоидных гормонов – 3-моноиодтирозин,

3,5-дииодтирозин, а также гормоны щитовидной железы –

3,5,3`-трииодтиронин (Т3) и тироксин (3,5,3`,5`-тетраиодтиронин, Т4) содержат иодзамещенную боковую цепь.

I

HO CH2 CH COOH

NH2

3-Моноиодтирозин

235

Тироксин (3,5,3`,5`-тетраиодтиронин, Т4)

Гормоны щитовидной железы играют важную роль в регуляции общего метаболизма, развития и дифференцировки тканей. Эти гормоны регулируют экспрессию генов по механизму, сходному с таковым для стероидных гормонов,

т.е. связываются с внутриклеточным рецептором и образуют гормон-рецепторный комплекс [45].

К производным тирозина принадлежит также

3,4-дигидроксифенилаланин (ДОФА), являющийся интермедиатом в биосинтезе катехоламинов и меланина.

HO

HO CH2 CH COOH NH2

3,4-Дигидроксифенилаланин (ДОФА)

236

Для лечения болезни Паркинсона, связанной с нарушением обмена ДОФА в центральной нервной системе, широко используется синтетический левовращающий изомер дигидроксифенилаланина (леводопа) [46]. ДОФА существует в свободном состоянии в бобовых (например, Mucuna pruriens,

бархатные бобы). Этой аминокислоте приписывают побочное действие усиливать

половое возбуждение, которое бывает после употребления фасоли [47].

Производные цистеина Дьенколовая кислота, серусодержащая аминокислота, выделенная из

бобовых растений рода Archidendron, состоит из двух остатков цистеина,

соединенных между собой метиленовым мостиком.

NH2

S CH2 CH COOH

H2C

S CH2 CH COOH

NH2

Дьенколовая кислота

Дьенколовая кислота токсична для человека, особенно проявляются еѐ нефротоксические свойства [48]. При употреблении в пищу бобов, содержащих дьенколовую кислоту, последняя, будучи плохо растворимой в кислой среде,

образует кристаллы, которые раздражают почечные канальца и мочевыводящее пути. При этом развиваются боли, колики, тошнота, рвота, гематурия. Отравление можно предотвратить предварительной варкой бобов, т.к. дьенколовая кислота при варке удаляется [49].

Лантионин широко распространен в природе, содержится в шерсти,

человеческих волосах, перьях, лактальбумине [50].

237

NH2

CH2 CH COOH

S

CH2 CH COOH

NH2

Лантионин

Эта аминокислота также найдена в клеточных стенках бактерий, и кроме этого, она и ее производные входят в состав пептидных антибиотиков – лантибиотиков, включающих низин (пищевой консервант), субтилин, эпидермин

проявляет антибиотическую активность, ингибируя рост брюшнотифозных,

холерных и дизентерийных бактерий. При конденсации трех молекул аллиина образуются соединения, обладающие сильной антитромботической активностью

[15]. Аллиин также является составной частью эфирных масел лука [53]. Аллин обладает сильными антиоксидантными свойствами, активно принимает участие в утилизации гидроксил-радикалов, что объясняет влияние активных ингредиентов чеснока на протекание свободно-радикальных процессов и использование его с терапевтической целью с древнейших времен [54].

238

Аллиин in vitro оказывает иммуномодулирующее влияние на некоторые функции клеток периферической крови, в частности, повышает продукцию цитокинов (IL-1β и TNF-α) и параметры фагоцитоза [55].

Производные метионина Гомоцистеин – промежуточный продукт обмена незаменимой

аминокислоты метионина. Структурно он является гомологом аминокислоты цистеина и отличается от последнего на одну метиленовую группу (-CH2-).

HS CH2 CH2 CH COOH NH2

Гомоцистеин

Гомоцистеин не поступает в организм с пищей, он образуется из метионина за счет ферментативного элиминирования метильной группы, связанной с атомом серы. В дальнейшем гомоцистеин в организме человека метаболизируется по двум основным путям – реметилирование до метионина и образование цистеина.

Указанные процессы осуществляются при участии витаминов группы В (В6, В12,

фолиевая кислота) [56, 57]. Уровень гомоцистеина в крови возрастает с возрастом,

содержание гомоцистеина у мужчин выше, чем у женщин [58]. Повышенное вследствие различных наследственных и приобретенных заболеваний содержание гомоцистеина в организме связано с развитием многих патологических состояний – нервно-психических расстройств, сердечно-сосудистых заболеваний

(инфаркта миокарда, инсульта и венозной тромбоэмболии, атеросклероза),

патологий беременности Поступление в организм достаточного количества витаминов группы В, необходимых для метаболизма гомоцистеина, снижает его уровень в крови [59–62].

Этионин структурно сходен с протеиногенной аминокислотой метионином,

но содержит этильную группу вместо метильной.

239