КЕТОКИСЛОТЫ

Кетокислоты — органические вещества, в состав молекул которых входят карбоксильные (COOH—) и карбонильные (—CO—) группы; служат предшественниками многих соединений, выполняющих важные биологические функции в организме. Существенные нарушения обмена веществ, имеющие место при ряде патологических состояний, сопровождаются повышением концентрации в организме человека тех или иных кетокислот. При B1-гиповитаминозе в тканях мозга накапливается Пировиноградная к-та, чему придают большое значение в патогенезе полиневритов. При заболевании сахарным диабетом (см. ацетона (см.).

Развитие мозговых симптомов у больных печеночной недостаточностью (печеночная кома) связано с нарушением образования и утилизации альфа-кетоглутаровой и щавелевоуксусной к-т, что влечет за собой торможение реакций цикла Трикарбоновых к-т и тем самым окислительного обмена в тканях мозга.

Нарушение превращений фенилаланина в организме приводит к накоплению в крови продукта его дезаминирования — фенилпировиноградной к-ты. При этом заболевании, известном под названием фенилпировиноградной олигофрении (см. Фенилкетонурия), у детей наблюдается тяжелая умственная отсталость. Исключение из пищи детей фенилаланина способствует исчезновению явлений токсикоза.

У людей с дефектом гена, кодирующего синтез ферментов окислительного декарбоксилировании альфа-кетокислот с разветвленной цепью углеродных атомов (см. Декарбоксилазная недостаточность).

Наиболее важными в метаболическом отношении К. являются кетоглутаровая кислота (см.) и др.

В зависимости от положения кетогруппы по отношению к карбоксилу различают альфа-, бета- и гамма-кетокислоты (напр., CH₃COCOOH — Пировиноградная к-та, CH₃COCH₂COOH — ацетоуксусная к-та и CH₃COCH₂CH₂COOH — левулиновая к-та соответственно). По количеству COOH-групп К. делятся на одноосновные (напр., Пировиноградная к-та) и двухосновные (напр., щавелево-уксусная и альфа-кетоглутаровая к-ты). К. обладают хим. свойствами Кислоты и основания).

Альфа-Кетокислоты образуются в живом организме как промежуточные вещества в процессах биосинтеза и распада альфа-аминокислот в результате реакций ферментативного дезаминирования (см.). В реакциях переаминирования альфа-кетокислоты выступают в качестве акцепторов аминогрупп (NH₂-групп) и создают в конечном итоге их общий фонд в виде одной аминокислоты, обычно глутаминовой, к-рая после обратимого дезаминирования вновь превращается в свой кетоаналог — альфа-кетоглутаровую к-ту. При окислительном дезаминировании большинство аминокислот образуют соответствующие альфа-кетокислоты, которые могут подвергаться обратному аминированию и включению в белки или же катаболизироваться до углекислоты и воды. Известно, что альфа-кетокислоты стимулируют рост живых организмов почти в той же мере, что и аналогичные им аминокислоты. Поэтому в условиях дефицита в пище аминокислот имеет важное значение наличие в организме достаточного количества a-кетокислот для создания набора аминокислот, необходимых для биосинтеза белка.

Через Кетокислоты в организме осуществляется постоянная взаимосвязь между белковым, углеводным и жировым обменом. Так, при распаде жировой обмен (см.) вовлекаются продукты гидролитического распада белков — аланин, цистеин, глицин, серин, треонин. Пировиноградная к-та, аспарагин и аспарагиновая к-та являются источниками образования щавелево-уксусной к-ты — необходимого субстрата цикла Трикарбоновых к-т, количественное содержание к-рого в клетке сказывается на общей скорости энергетического обмена. В цикле Трикарбоновых к-т образуется альфа-кетоглутаровая к-та, играющая важную роль в процессах азотистого обмена. Через образование альфа-кетоглутаровой к-ты в энергетический обмен включаются аргинин, глутамин, глутаминовая к-та, пролин и гистидин. Альфа-Кетоизовалериановая, альфа-кето-бета-метилвалериановая и альфа-кетоизокапроновая к-ты являются промежуточными продуктами превращений валина, изолейцина и лейцина в янтарную к-ту. Через образование ацетоуксусной к-ты и ацетил-КоА Обмен фенилаланина, тирозина и лейцина оказывается связанным с циклом Трикарбоновых к-т и жировым обменом. Превращение метионина в янтарную к-ту идет через образование альфа-кетомасляной к-ты.

Идентификация Кетокислоты в биологическом материале сопряжена с трудностями вследствие нестабильности многих альфа-кетокислот. В виде гидразонов альфа-кетокислоты определяются хроматографическим методом. При гидрировании гидразонов альфа-кетокислот образуются соответствующие аминокислоты, которые также могут быть идентифицированы хроматографически. Количественное определение a-кетокислот можно производить путем их декарбоксилировании при участии сульфата цезия или перекиси водорода, а также путем получения бисульфитных производных, по инфракрасным и ультрафиолетовым спектрам поглощения. Для идентификации некоторых a-кетокислот могут быть использованы ферментативные методы.

Библиография Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., М., 1976; Meister A. Biochemistry of the amino acids, v. 1—2, N. Y., 1965; The metabolic basis inherited disease, ed. by J. B. Stanbury a. o., N. Y., 1972.

Л. С. Хайлова.