Обмен веществ
Метаболи́зм (от []error: {{lang-xx}}: no text (help) «превращение», «изменение») или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Виньо, Винсент дю
Многие из работ дю Виньо по промежуточному метаболизму касались образования цистеина в организме животных и метаболического взаимоотношения между метионином, цистеином, гомоцистеином, цистатионином и холином. Он назвал реакции, лежащие в основе процессов метаболизма транссульфурированием и трансметилированием. Было известно, что включение в рацион крыс, находящихся на бесцистеиновой диете, метионина, поддерживало их развитие. Розе показал, что метионин — независимая аминокислота в рационе крыс. Короче говоря, организм крыс способен синтезировать цистеин, но метионин — неспособен. В 1931 году, обрабатывая метионин концентрированной серной кислотой, дю Виньо обнаружил новую серосодержащую кислоту. Это соединение было старшим симметричным гомологом цистина, и он назвал его гомоцистином. Позже он обнаружил, что восстановленная форма этой аминокислоты — гомоцистеин — важное метаболическое соединение. По наблюдениям дю Виньо, гомоцистеин также поддерживает рост крыс, находящихся на диете с нехваткой цистина. Эти наблюдения указывали на метаболическое взаимодействие метионина и гомоцистеина, была предложена гипотеза, что деметилирование метионина может быть стадией биосинтеза цистеина. Дю Виньо синтезировал L-цистатионин, в котором углеродные цепи цистеина и гомоцистеина соединяются одним атомом серы, и обнаружил, что это соединение также поддерживало рост крыс на диете, бедной цистеином. Это наблюдение свидетельствовало о том, что организм крысы был способен разрывать тиоэфирную связь с образованием цистеина.
Дальнейшие наблюдения, основанные на изучении печеночных срезов "in vitro", показали, что цистатионин не превращается в гомоцистеин. Добавление к печеночным срезам смеси гомоцистеина и серина привело к 60 % переходу серы гомоцистеина в цистеин, что служило серьезным доказательством того, что гомоцистеин является интермедиатом образования цистатионина. Дю Виньо применил новые технологии введения радиоактивных меток для изучения превращения метионина в цистеин. Он синтезировал рацемический метионин, меченный по бета и гамма положениям изотопом С и содержащих изотоп S, и скормил это соединение крысам. Крыс выбрили перед началом эксперимента, и остригли шерсть по истечении 38 дней после начала эксперимента. Цистин, выделенный из шерсти, содержал S, но не содержал С. Исходя из результатов этого эксперимента, был сделан вывод, что только сера, но не углеродная цепь метионина, использовалась в процессе биосинтеза цистеина. Поэтому был сделан окончательный вывод о том, что в организме крысы синтез цистеина из метионина включает стадию деметилирования с образованием гомоцистеина, который далее конденсируется с серином с образованием цистатионина. Последний разрезается с образованием цистеина и альфакетобутиратной (2-оксобутановой) кислоты. Суть состоит в том, что превращение метионина в цистеин включает перенос серы метионина на серин. Этот процесс благодаря дю Виньо получил название транссульфурирования. Ученый сделал наблюдение, что холин — соединение богатое метильными группами, может выступать в качестве донора последних в процессе превращения гомоцистеина в метионин. Это привело к появлению концепции трансметилирования и понятию подвижных метильных групп.