Войти
Биохимия · Обмен аминокислот

Обмен фенилаланина и тирозина

Phenylalaninum, Tyrosinum

Фенилаланин — незаменимая аминокислота, которая в норме преимущественно превращается в тирозин. Этот процесс дает начало синтезу важнейших регуляторов (катехоламинов, тиреоидных гормонов, меланинов), а также обеспечивает энергетический обмен в печени.

Тип аминокислотСмешанные (глюкокетогенные)
Синтез медиаторовДофамин, норадреналин, адреналин
Частая патологияФенилкетонурия (дефект гидроксилазы)
КатаболизмРаспад до фумарата и ацетоацетата
4 мин чтенияДля студентов медвузовОбновлено 24.09.2026
Материал подготовила редакция Школы Сеченова по учебным методичкам платформыПроверил врач-редактор: Аулов А. А., врач-терапевт · 24.09.2026

Основной путь: превращение в тирозин

До 80% пищевого фенилаланина, не израсходованного на построение тканевых белков, подвергается гидроксилированию.

  • Субстраты: Фенилаланин, кислород ($O_2$) и кофермент тетрагидробиоптерин ($H_4БП$).
  • Фермент: Фенилаланингидроксилаза (монооксигеназа), требующая ионов железа ($Fe^{2+}$).
  • Продукты: Тирозин, вода и дигидробиоптерин ($H_2БП$).

Образовавшийся тирозин является условно заменимой аминокислотой, так как животные клетки не могут самостоятельно синтезировать ароматическое кольцо. В ходе реакции кофермент окисляется до $H_2БП$, и для его восстановления необходим фермент дигидробиоптеринредуктаза, использующий $NADPH+H^+$.

Основные пути использования тирозина

Дальнейшая судьба тирозина зависит от типа ткани, в которой он оказался:

  1. В печени (энергетический обмен). Тирозин теряет аминогруппу (фермент тирозинаминотрансфераза + витамин $B_6$), превращаясь в п-гидроксифенилпируват. После ряда сложных реакций, включающих разрыв ароматического кольца диоксигеназами, образуются фумарат (идет в цикл Кребса или на синтез глюкозы) и ацетоацетат (кетоновое тело).
  2. В меланоцитах (пигментация). С участием фермента тирозиназы и ионов меди ($Cu^+$) тирозин окисляется до ДОФА, а затем превращается в пигменты меланины.
  3. В щитовидной железе. Служит предшественником тиреоидных гормонов — йодтиронинов.
  4. В нервной ткани и надпочечниках. Используется для синтеза катехоламинов.
Проверьте себя по темеЗадания из банка курса «Биохимия» — ответ и разбор сразу.

Синтез катехоламинов

Синтез протекает в нервных окончаниях и мозговом веществе надпочечников.

Лимитирующей стадией является первая реакция — образование ДОФА из тирозина. Ее катализирует тирозингидроксилаза, которая жестко регулируется: тормозится конечным продуктом (норадреналином) и активируется фосфорилированием (цАМФ-зависимой протеинкиназой) или кортизолом.

Этапы синтеза:

  1. Тирозин → ДОФА. Фермент: тирозингидроксилаза ($H_4БП$, $O_2$, $Fe^{2+}$).
  2. ДОФА → Дофамин. Фермент: ДОФА-декарбоксилаза (кофактор — пиридоксальфосфат). Происходит выделение $CO_2$.
  3. Дофамин → Норадреналин. Фермент: дофамингидроксилаза (кофакторы — витамин С, медь, $O_2$).
  4. Норадреналин → Адреналин. Фермент: метилтрансфераза. Донором метильной группы выступает S-аденозилметионин (SAM).

Наследственные энзимопатии

Нарушения в обмене этих аминокислот приводят к тяжелым заболеваниям:

  • Фенилкетонурия (ФКУ). Возникает при дефекте фенилаланингидроксилазы (классическая форма) или нарушении обмена $H_4БП$ (вариантная). Фенилаланин направляется по альтернативному пути с образованием токсичных фенилпирувата и фениллактата. Это вызывает поражение мозга и судороги.
  • Алкаптонурия. Поломка диоксигеназы гомогентизиновой кислоты. Проявляется потемнением мочи на воздухе и отложением пигмента в хрящах (охроноз).
  • Тирозиноз (Тирозинемия I типа). Дефект фумарилацетоацетатгидролазы, ведущий к тяжелому поражению печени и почек.
  • Альбинизм. Блокада тирозиназы в меланоцитах, из-за чего кожа, волосы и радужка лишены пигмента меланина.

Коротко: ответы на вопросы по теме

Какие конкретно тиреоидные гормоны синтезируются из тирозина?

Из тирозина в щитовидной железе синтезируются тиреоидные гормоны группы йодтиронинов. В составе белка тиреоглобулина образуются следующие активные гормоны:

  • Тироксин ($T_4$ или тетрайодтиронин) — образуется в результате конденсации двух молекул дийодтиронина (ДИТ).
  • Трийодтиронин ($T_3$) — образуется при конденсации моноиодтиронина (МИТ) и дийодтиронина (ДИТ).

Процесс синтеза включает йодирование остатков тирозина под действием фермента тиреопероксидазы. Активна только свободная фракция гормонов в плазме, при этом основной клинический эффект дает $T_3$.

Какие промежуточные метаболиты образуются на пути от п-гидроксифенилпирувата до фумарата?

На пути катаболизма тирозина от п-гидроксифенилпирувата до фумарата последовательно образуются следующие промежуточные метаболиты:

  • Гомогентизиновая кислота — образуется под действием фермента п-гидроксифенилпируватдиоксигеназы.
  • Малеилацетоацетат — результат расщепления ароматического кольца диоксигеназой гомогентизиновой кислоты.
  • Фумарилацетоацетат — продукт реакции изомеризации малеилацетоацетата.

В ходе финальной реакции фумарилацетоацетат подвергается гидролизу с образованием фумарата и ацетоацетата.

Какие токсичные дериваты фенилаланина накапливаются при фенилкетонурии?

При фенилкетонурии из-за блокады основного пути обмена накапливается сам фенилаланин и метаболиты его альтернативного пути — токсичные дериваты (фенилкетоны):

  • Фенилпируват (фенилпировиноградная кислота) — первичный продукт трансаминирования фенилаланина.
  • Фениллактат — продукт восстановления фенилпирувата.
  • Фенилацетат — продукт декарбоксилирования.
  • Фенилацетоуксусная кислота.
  • Фенилацетилглутамин — образуется путем конъюгации фенилацетата с глутамином.

Высокие концентрации данных веществ оказывают токсическое действие на клетки мозга, нарушая развитие центральной нервной системы.

Как запомнить

Для запоминания пути образования катехоламинов используйте фразу: «Тихо Делает Дело Наш Агент» (Тирозин → ДОФА → Дофамин → Норадреналин → Адреналин).

Вопросы с занятий и экзамена

Почему фенилаланин и тирозин называют глюкокетогенными?

В процессе их распада в печени образуется фумарат, который может использоваться для синтеза глюкозы, и ацетоацетат — типичное кетоновое тело.

Чем опасен дефицит кофермента тетрагидробиоптерина?

Он нужен для работы гидроксилаз. Его недостаток нарушает обмен не только фенилаланина, но и тирозина с триптофаном, блокируя синтез катехоламинов и серотонина в мозге (злокачественная ФКУ).

Что происходит при алкаптонурии?

Из-за генетического дефекта диоксигеназы гомогентизиновой кислоты прерывается расщепление ароматического кольца. Кислота накапливается в организме, полимеризуется в тканях и окрашивает мочу в темный цвет на воздухе.

Что-то непонятно? Спросите нейросетьAI-тьютор прочитал материал по теме «Обмен фенилаланина и тирозина» и объяснит простыми словами.

Что ещё разобрать по теме

  • Механизмы регенерации тетрагидробиоптерина дигидробиоптеринредуктазой
  • Специфичность ферментов-диоксигеназ при расщеплении ароматических колец
  • Альтернативные пути метаболизма при классической фенилкетонурии
  • Роль S-аденозилметионина в метилировании норадреналина
  • Аллостерическая и ковалентная регуляция тирозингидроксилазы

Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»

Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.

  • Полная методичка по теме «Обмен фенилаланина и тирозина» и ещё 3 574 страниц предмета
  • Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
  • AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
  • 115 видеоуроков по предмету

Другие темы раздела «Обмен аминокислот»

Весь раздел «Обмен аминокислот»

Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.

Смотреть уроки

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.