Любая заменимых аминокислот может синтезироваться в организме в необходимых количествах. При этом углеродная часть аминокислоты образуется из глюкозы, а аминогруппа вводится из других аминокислот путем трансаминирования.
Центральное место в биосинтезе аминокислот занимают глутама-тдегидрогеназа, глутаминсинтетаза и трансаминазы. Благодаря совместной действия этих ферментов катализируется включения неорганического иона аммония в аминокислоты.
Аланин, аспартат, глутамат образуются из пирувата, оксалоаце-тату и а-кетоглутарат - соответственно.
Глутамин образуется из глутаминовой кислоты во время действия глута-минсинтетазы. Аспарагинсинтетаза млекопитающих как источник азота использует не ион аммония, а глутамин и, таким образом, фиксирует неорганический азот.
Серин образуется из гликолитического промежуточного продукта 3-фосфоглицерату.
Синтез глицина в тканях осуществляется несколькими путями. В цитозоле печени содержится глицинтрансаминаза, катализирующий синтез глицина с глиоксилату и глутамата (или аланина) путем переамину-ния. В отличие от большинства реакций переаминирования равновесие этой реакции очень сдвинута в направлении синтеза глицина.
Цистеин образуется из метионина (донор серы) и серина (углеродную цепь и аминогруппа). Как результат ряда реакций происходит замена ОН-группы серина на сульфгидрильные группы гомоцистеина, который образуется из метионина.
Тирозин образуется из незаменимого фенилаланина при участии фермента фенилаланингидроксилазы. Реакция необратимая, в связи с чем тирозин не может заменить пищевой фенилаланин.
Пролин и гидроксипролин. У млекопитающих пролин образуется из глутамата путем вращения реакции катаболизма пролина. Поскольку пролин служит предшественником гидроксипролина, то обе аминокислоты относят к глутаматных семьи аминокислот.
Гидроксипролин содержится в тканях практически только в составе коллагена, на долю которого приходится значительная часть белка в организме млекопитающих.
Что касается аминокислотного состава коллагена, то треть аминокислотных остатков приходится на глицин, и около трети - на пролин и гидроксипролин. Гидроксипролин стабилизирует спираль коллагена отношении действия протеаз.
Отличительной особенностью метаболизма гидроксипролина является то, что гидроксипролин, который входит в состав пищи, не включается в коллаген.
Гистидин - это так называемая «напивзаминна» аминокислота, поскольку она синтезируется в организме, однако скорость синтеза недостаточно для того, чтобы обеспечить рост организма.
В организме гистидин может синтезироваться из АТФ и рибозы: пуринов часть АТФ поставляет фрагмент-N = CH-NH-для имидазольного цикла гистидина, остальные молекулы образуется за счет рибозы.
Незаменимые аминокислоты, за исключением лизина и треонина, участвуют в реакциях трансаминирования. Таким образом, при наличии соответствующих а-кетокислот они также могли бы синтезироваться в организме (кроме лизина и треонина). Незаменимы, по сути, а-кетокислоты, которые отвечают незаменимым аминокислотам. Однако пища человека не содержит сколько-нибудь заметных количеств таких кетокислот, поэтому их единственным источником есть незаменимые аминокислоты пищи. Из этого следует, что трансаминирования незаменимых аминокислот служит этапом только их катаболизма, а не синтеза, в отличие от заменимых аминокислот, для которых трансаминирования может быть начальной стадией катаболизма или конечной стадией синтеза.