XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Природные аминокислоты, которые не участвуют в биосинтезе белка в высших растениях и могут находиться в свободном или конденсированном состоянии с другими низкомолекулярными соединениями, называются непротеиногенными. Как правило, они образуются в растениях во время повышенной потребности в азоте или запасаются в виде растворимых веществ. В настоящий момент известно более 400 непротеиногенных аминокислот. Большинство из них можно рассматривать как модифицированные протеиногенные аминокислоты.

Многие растения содержат непротеиногенные аминокислоты, сходные по строению с обычными, входящими в состав белков. Например:

- канаванин из канавалии мечевидной (Сanavalia ensiformis) является структурным аналогом аргинина. Интересно отметить, что для самих растений канаванин безвреден, поскольку растительная т-PHK с ним не взаимодействует. Сходный защитный механизм используют некоторые насекомые, поедающие листья растений, синтезирующих непротеиногенные аминокислоты. В настоящее время известно большое число подобных соединений, действующих по аналогии с канаванином [3].

- гомосерин (содержит в углеродной цепочке на один углеродный атом больше, чем соответствующая протеиногенная аминокислота – серин);

- в-аланин (является изомером б-аланина и входит в состав коэнзима А);

- S-метилцистеин (образуется в результате замещение одного атома водорода цистеина другой функциональной группой, вследствие чего получается непротеиногенная аминокислота). S-метилцистеин распространен в растениях и может выступать донором метильных групп в реакциях метилирования.

Обычно, непротеиногенные аминокислоты очень токсичны. Их токсичность обусловлена тем, что они включаются в состав белков вместо «нормальных» белковых аминокислот и таким образом нарушают функционирование данных протеинов. Но, как правило, собственная белоксинтезирующая система растения, отличает протеиногенные аминокислоты от непротеиногенных[2].

Непротеиногенные аминокислоты выполняют в растениях множество важных функций.

1) Участвуют в обмене как промежуточные соединения, доноры метильной группы.

2) Являются транспортной формой азота (производные аспарагиновой, глутаминовой кислот и их амиды). Они имеют свойство не накапливаться в семенах и имеются в проводящих тканях растений. У бобовых растений, растущих в зоне умеренного климата, доминирующую роль в транспорте азота играют аспарагин и глутамин. У тропических бобовых такую функцию выполняет аллонтоин или аллонтоиновая кислота, у древесных пород – аргинин, у арахиса – метиленглутамин.

3) Могут служить запасной формой азота и серы (орнитин, цитруллин, гомоаргинин накапливаются в семенах в качестве резерва азота, а при прорастании могут использоваться для образования необходимых проростку аминокислот). В качестве запасной серы растения откладывают производные цистеина – S-метилцистеин.

4) Выполняют различные защитные функции (орнитин и цитруллин участвуют в обезвреживании аммиака в орнитиновом цикле). При неблагоприятных условиях накапливается «стрессовый» фитогормон этилен. Его источником служит метионин, а промежуточным продуктом биосинтеза является непротеиногенная аминокислота - аминоциклопропилкарбоновая. Она же в свою очередь служит транспортной формой этилена.

5) Легко подвергаются метаболизму и при необходимости являются источником ионов аммония для синтеза белка.

6) Некоторые из них участвуют в образовании протеиногенных аминокислот (из гомосерина образуются треонин и метионин) [1].

Список литературы:
1) Красильникова Л. А., Авксентьева О. А., Жмурко В. В., Садовниченко Ю. А. Биохимия растений / под ред. Л. А. Красильниковой. Ростов н/Д: Феникс; Харьков: Торсинг, 2004. 224 с

2) Кретович В. Л. Биохимия растений. М. :Высш. шк., 1986. 497 с

3) Хелдт Г. В. Биохимия растений/ под ред. Москва БИНОМ, 2011. 464 с