Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Общей особенностью ферментативных реакций, протекающих с использованием ТПФ, является перенос активированного альдегидного фрагмента. При бери-бери содержание пирувата и а-оксоглутарата в крови превышает норму. Увеличение содержания пирувата особенно выражено после приема глюкозы. В соответствии с этим ферментативные активности пируват- и а-оксоглутарат-дегидрогеназных комплексов )и ггко снижены по сравнению с нормой.
Кроме того, при бери-бери снижена транскетолазная активность эритроцитов. Определение активности этого фермента может применяться для диагностики данного заболевания. 13.13. Симметричные молекулы могут реагировать асимметрично Проследим судьбу определенного углеродного атома в цикле трикарбоновых кислот.
Предположим, что в оксалоацетате изотопом г4С помечен карбоксильный углерод, наиболее удаленный от оксогруппы. Анализ образовавшегося а-оксоглутарата покажет, что потери радиоактивной метки не проис- холит.Декарбоксилирование а-оксоглутарата приведет то~да к образованию сукцината, лишенного радиоактивности, а вся метка булет содержаться в высвободившемся СО,. Тот факт, что вел метка обнаруживается в составе СО„явился полной неожиданностью. Цитрат-молекула симметричная.
Поэтому считалось, что две его — СН,СОО -группы должны реагировать идентично. Значит, предполагалось далее, на каждую молекулу цитрата, превращающуюся по пути 1, должна приходиться лругая молекула цитрата, превращающаяся по пути 2. Если это так, то в составе СОз должна появляться только половина метки. соо- сн, ) сн, соо+ со, <ОО ) сн, ! сн, с=о ! соо- соос=о ) ) соо- — с=о Изо- Изо- Период полуасиз- ии Период полужиз- ни топ топ зп )226 зола ' С 5730 ает мна 2,62 гола ззР )4,28 сут зз$87,9 сут *'к ззпа "Ге ззз! ызц !2,36 ч !63 суз 45,6 суз 60,2 сут 46,9 сут 61 соо- !)О) сн, сн, ) но-с-соо- н-с — соосн, — н 1 он соо соопрть я (на ннает места) Эти эксперименты, провеленные в !941 г., были интерпретированы таким образом, что, поскольку превращение метки носит асимметричный характер, цитрат !из!и какое- либо другое симметричное соединение) не может быть промежуточным продуктом при образовании и-оксоглутарата.
Такая интерпретация казалась неоспоримой до 194)) гч когда Александр Огстон !А1ехапдег Оязгоп) проницательно указал на ошибочность утверхсдения, что две идентичные группы в симметричной молекуле не могут быть лнфференцированы ферментом: «Напротив, возможно, что асилзметричиый фермеззт, действующий на сидзметричное соединение, может различать его идентичные группы... асимметричное распределение изотопа в продукте реакции не может считаться аргументом против его образования из симметричного предшественника». Проанализируем утвержление Огстона.
Для простоты рассмотрим молекулу, в которой два водородных атома, группа Х и лругая группа з* связаны с тетраэдрическнм атомом углерода. Обозначим один волород А, второй — В. Предположим теперь, что фермент связывает три группы этого субстрата: Х, у' и Н. Может ли он отлифференцнровать Нд от Нв 2 На рис. 13.12 показано связывание Х, у' и Нд с тремя участками фермента. Отметим, что Х, 7' и Нв не могут бьп ь связаны с этим активным центром, вернее„могут быть связаны две группы, но не все три.
Та- Табл»па )3.3. Обычно примеиаемьзе рапноантиаиые »за- таим ким образом, судьба Нл и Нв должна быть различной. Следует заметить, что Нд и Нв стерически неэквивалентны, несмотря даже на то, что молекула СХ у'Нз лишена оптической активности. Точно так же сгерически неэквивалентны — СН2СОО -группы цитрата, несмотря на отсутствие оптической активности у цитрата. Правила симметрии, которые определяют,4тмеются ли в соединении иеразличи.иьзе заместители, отличазотся от правил, определяющих, является ли оно оптически неактивным: 1) молекула оп')ически неактивна, если она может быть наложена на свое зеркальное отражение; 2) молекула имеет неразличимые заместители только атом случае, если эти группы совпалают при вращении, когда остальная структура остается без изменения. Стерически нсзквивалентные группы, такие, как Нл и Нп, почти всегда различаются нри ферменнтативных реакциях. Смысл дифференциации этих групп состоит в том, что фермент удерживает субстрат в состоянии специфической ориентации.
Присоединение Рис. 13.12. Нд и Нп стерически неэквивалентны, если субстрат СХ у'Нз связао с ферментом в трех участках. 13. Цикл трикврбоиовых кислот Хиральнасть— «Я называю геометрическую фигуру или группу точек хнральной н говорю, что она обладает хнральностью, если се идеально реализованное отражение в плоском зеркале не совпадает с ней при наложении».
Кельвин (1893 1.) Происходит от греч. с)зе1г- рука. Вомтановлвнный лй нйо, Н1С вЂ” С вЂ” ОН + НАО+ — «СН1 — С -(. содвржащии + Н+ 1 атом 0 двйтврия Р СН3 С + Н Н Н .Н СОНН1 вй СОНН1 О Н,С вЂ” С вЂ” ОН+ ! '= Н,С вЂ” С + ~~ ~~~ '+ Н' 0 Н ( н й 13.14. Стереоспецифический перенос водорода )чА1У ' -дегидрогеназами В 50-х годах Бриджит Веннесланд, Франк Вестхеймер (Вг)81( Уеппев!апь), агап)с :»Уев()(е(шег) и их сотрудники провели изящ- Часть П. Генерирование и хранение энергии по трем точкам, как показано на рнс. ! 3.12,— наглядный, но не единственный путь к достижению особой ориентации субстрата. Термины «хиральный» и «прохнральный» теперь широко используются при описании стереохимии молекул. Хиральная молекула обладает асимметрией и, следовательно, является оптически активной.
Прахиральная молекула, такая, как цитрат или СХУН, лишена асимметрии и соответственно оптически неактивна. Однако она может стать хиральной в результате всего лишь одного этапа. Прохиральная молекула (такая, как СХУН«Нв) превращается в хиральную (СХУЕНв) при замещении одного из ее идентичных атомов илн одной из групп (в данном примере — На). Приставки )1 и 5 используются для определенного обозначения хиральных и прохиральных центров, как описано в приложении к данной главе (стр, б9). ный эксперимент по стерсоспецнфичности переноса водорода )х(А(3"-дегидрогеназами. Субстратом реакции, катализируемой алколь-дегндрогеназой, был этанол, меченный двумя атомами дейтерия при С-1. Было установлено, что восстановленный кофермент содержит один атом дейтерия на молекулу, тогда как второй атом дейтерия входит в состав ацетальдегцда.
Таким образом, потери дейтерия и перехода его в растворнтель не происходило, и он прямо переносился с субстрата на )ч(АП ~ Дейтерированный восстановленный кофермент, образующийся в этой реакции, использовали затем для восстановления ацетальдегида. Результат оказался поразительным: дейтерий целиком переносился с кофермента на субстрат и совсем не обнаруживался в составе 1»А)Э'. Эти реакции доказывают стереоспецифичВосстановленный нйп, + содеРжащий — ь СН1СНООН + НАО+ (Содержит (Нв содержит 1 атом двйтврия) двйтврия) ность переноса, катализируемого алко~ольдегидрогеназой. Палансения, занимаемые двумя атомами водорода при С-4 в г(АПП, неравноценны.
Один из них (Нд) находится впереди, второй (Нв)-позади плоскости расположения никотинамида. Иными словами, С-4 представляет собою прахиральный центр. Алкоголь-дегидрогеназа, хиральный реагент, различает положения А и В прн С-4. Дейтерий переносится от дейтерированного этанола только в положение А. При обратной реакции атом дейтерия удаляется из положения А и прямо переносится на ацетальдегид. Некоторые дегидрогеназы, такие, например, как глицеральдегидфосфат-дегидрогеназа, переносят водород в положение В. Таким образом, существуют два класса ХА)У !'и )т'А1)Р )-дегидрогеназ: А-стереоспецифическая и В-стереоспецифическая. Сравнение трехмерных структур ХАР+-дегидрогеназ показывает, что различие в стерео- специфичности ферментов А- и В-типов возникает вследствие поворота никотинамидного кольца на 180" по отношению к соседнему рибозному компоненту.
В результате этого сдвига на 180 в А- и В-дегидрогеназах экспонируются и, следовательно, становятся реакционноспособными элементы противоположной стороны никотииамидного кольца. Как и можно было ожидать, все известные дегидрогеназы стереоспецифичны. Когда дегидрогеназа реагирует с рядом субстратов, стереоспецифичность переноса водорода лля всех них одинакова. Сохранение )л)АР '-связыванпцих мест в ходе эволюции подчеркивается тем фактом, что стереоспецифичность отдельной дегидрогеназы ие зависит от вида организма (так, алкоголь-дегидрогеназы дрожжей и ло- шади имеют одинаковую стереоспепнфичность).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
