Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 101
Текст из файла (страница 101)
13.4.3. Сульфитоксидаза Оульфнтоксидаза печени, окисляющая 50~~ до БОч, локализована в межмембранном пространстве митохондрии. Фермент представляет собой димер двух идентичных субъеднниц (мол. масса бт000), каждая из которых содержит один гем и одни атом молибдена. Последний (в форме Моз+) непосредственно принимает электроны от БОзз, превращаясь в Моз', способный носстаяавливать гем. Полностью восстановленный фермент имеет форму Мозг-Геэ", которая легко обнаруживается методом ЭПР. 1п энц восстановленный ферыент передает электроны ц!Оохрому с, так что отнощенвс Р/О для окисления 50зз составляет единицу. Когда в рацион крысы вволялп вольфрам (%0э-).
сузьфатоксвлазная активность митохондрий заметно понюкалась, и мол!по былгз вылепить свободиь!й от молибдена белок, представля!ощ!от собой гемсодержащнй апофермент. Последний может акгнвироввться посредством добавления Ма! юпептида, получаелщго вз магериала вяутреннсй поверхности наружной мембраны норлгальных печеночиых митохондрии.
13.5. Восстановительные системы Синтез различных компонентов клетки связан с одной или более восстановительными стадиями реакционной последовательно- ш. мстпьолнзм 49а сти. Почти всегда восстановление обеспечивается за счет восста- новленных пиридиннуклеотндов МАРН нлп 14ЛРРН. Лльдегиды и кетоны восстанавливаются простыми дегпдрогеназами Н К вЂ” СΠ— К' + ХАРРН + Н+ — + К вЂ” С вЂ” К' + ЫАРР+ ! ОН Н+ + ХАРРН + Š— ГАР— а ЫАРР+ + Š— ГАРНа Š— ГАРН~ + К вЂ” С=С вЂ” К' — + Š— ГАР + К вЂ” СНа — СНа — К' 1 ! Н Н Дисульфиды при взаимодействии с рядом флавопротеидов. описанных ранее (разд.
!3.2), также восстанавливаются, давая сульфгндрнльные группы. Глутатион служит в качестве кофермента для гдиоксалазос которая каталнзирует внутрнмолекулярное окисление — восстановление метнлглиоксаля до лактата. В действительности глиоксалаза состоит пз двух ферментов, причем не обнаружено никакой дополнительной простетнческой группы. Глпоксалаза каталнзнрует реакцию С5Н СНа С=Π— а го СНО Н [2) НСОН вЂ” ~ — а НСОН С=О ! СООН мол окали киоаока аа1опилгиопи о1иоа магпилглио- коаиа 13.5.1. Рибаиуклеотидредуктаза Своеобразным набором компонентов характеризуются системы, восстанавливающие рибонуклеотиды до дезокснрнбонуклеотидов (гл.
24). В бактериях обнаружены две системы такого типа. У Е. 1е(сйталй' такая система содержит кобаламин (гл. 50) и нендентифицировапный органический свободный радикал. Остальные подробности малоизвестны. Редуктаза Е, со11 (мол. масса 160000) состоит из нендентнчных субъединнц. Субстрат, по-видимому, входит в щель, на одной стороне которой находятся две — -БН-группы. происходящие от одной субъединицы, а на другой — Репа и орга- Ненасыщенные связи восстанавливаются флавопротеидами с использованием восстановленного пнридиннуклеотида в качестве донора злектронов, подобно тому как зто происходит при синтезе жирных кислот (гл.
17): !б. Биологическое Окисле!псе. с! ническнй свободный радикал, который, вероятно, ередставляет со- бой бензильный углеродный атом тирозннового остатка в нолнпеп- тидной цени. НО~~ — С вЂ” С вЂ” С— г 1Н~ сеобоанп!й радикал иироаила — 5Н ) — и 1 Е + НСОН вЂ” и Е ~ + НСН+ НОН вЂ” ан Восстановление дисульфидной группы редуктазы может совершать- ся за счет восстановленной формы тиоредокснна (гл. 24).
Таким образом, полная последовательность выглядит следующим обра- зом: рибонукпеоп!иб- реауепаае !пиоредоксии и!иоребоксии- ребаип!апа 13.5.2. Восстановление сульфата Восстановление сульфата характерно для метаболизма многих бактерий, водорослей и растений, но не животных. В начальной стадии происходит образование из ЛТР и сульфата фосфоаденозинднфосфосульфата (РАРБ, гл. 20). Именно в такой форме сульфат восстанавливается бактериями; в клетках водорослей и высш!Ех растений восстановлению предшествует гидролитическое отшепление 3-фосфатной группы РАРЬ, в результате чего образуется адснозиндифосфосульфат (АРЬ). В обоих случаях зфнр сульфата реагирует с восстановленным теоредокснном ($) (гл.
24); ,ХН ! З вЂ” ЗО, р Х Т + и — 0 — БОаа — и Й01-1 -!. Т вЂ” и Т ~,'. НБОп ~3Н * хн 1 П П! с образованием продукта (И), претерпеваюшего различные превращения. У некоторых водорослей, например Ос1огеИа, продукт Ц Механизм реакции неясен, но из общих соображений может быть представлен как ш. мстхьолпзм Б — БН восстанавливается неизвестными механизмами до Т и прямо ~ЯН используется для синтеза цнстеина (гл. 20). Большинство бактерий, однако, катализирует реакцию (2), в результате образуются неорганический сульфит и окисленный тноредоксип, который может снова восстанавливаться вышеописанным способом. Неорганический сульфнт ассимилируется посредством восстановления до сульфида Ь' —, который может использоваться в синтезе цпстеина (гл.
20). Это шестиэлектронное восстановление катализируется одним ферментом- — суульфптреддктазой, которая относится к числу наиболее сложных ферментов. Сульфнтредуктаза катализирует реакцию, которую можно записать в общем виде следующим образом: ЗНЛОРН+ ЗН++ ЗО,'- — и ЗНЛИ++ 3'-+ ЗН,О. Выделенная пз Е. гой сульфитредуктаза имеет мол, массу 670000 и субъединпчную структуру аз(),. 1(аждый а-димер содержит один ГА0 и один ГММ, тогда как каждая б-цепь содержит одну (Ге4БД-группу и одну молекулу сирогежа, структура которого показана ниже: СООН СООН я — СНт — СО ОН НООС-СН Нс Ноос нс 1 Н.,С 1 НООС н н сн ООН 3 СН, 1 СООН сирогем Сирогем — это железотетрагидропорфирин типа изобактериохлорина; два соседних пиррольных кольца полностью восстановлены, и каждый пиррол содержит один остаток пропионовой и один остаток уксусной кислоты в боковых цепях; следовательно, сирогем — производное уропорфирина (гл.
22). ЕО! ЗЗ. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ.П Перенос электронов происходит в соответствии со следующей линейной последовательностью: с с с с ХАВРН вЂ” сс РА — с РМХ вЂ” с- Рззэз — с ген — с ЗОззИАОРН передает пару электронов к ГЛ)з, от которого она быстро переносится к ГМИ. Если только 1 моль ИЛОРН в расчете на 1 моль гема добавляется к ферменту, образуется стабильная форма ГЛΠ— ГМИН вЂ” ГезВз — гем — Ге'". В присутствии избытка ИАГзРН все компоненты полностью восстананливаются, Гем, который медленно самоокисляется н может также связывать СО, н есть центр связывания для 80з . Никакой промежуточной восстановленной формы серы не появляется, а прн окислении 3 экв. ИЛГ1РН освобождается сразу Вз —.
Это довольно медленный процесс, скорость которого составляет б об/с. Фермент может медленно восстанавливать нитрнт, однако это нс его функция; в клетке имеется другая система для осуществления этого процесса. 13.5.3. Восстановление нитрата Различные бактерии могут образовывать ЛТР прп переносе электронов по цепи переносчиков, оканчивающейся ИОз, а пе Оз. Большинство анаэробов, факультативных аэробов, водорослей и растений восстанавливает ИОз до ИН, в количествах, которые необходимы для синтезов аминокислот, пурннов и пиримндинов. Это осуществляется посредством последовательного действия ниграги нитритредуктаз. Нитрагредуктаза 1мол.
масса 800000) — тетрамер, составленный нз двух димеров, включающих по одной субъеднннце с мол. массой 150000 и по одной — с мол. массой 50000. Фермент содержит один атом молибдена, одни ГЛП и несколько (Ге,8з)-групп в расчете на димер. Путь электронов можно представить следующим образом: ХАОРН вЂ” с РзΠ— с Рзззз — с Мо — -с ХОз н каталнзнруемая реакция такова: ЫАОРН+ Н++ ХО~ — с ХАГЗР' + ИОс + НзО Нитригредукгаза катализнрует шестнэлектронное восстановление ИО, до ИНз, используя ИЛРРН в качестве восстановителя. Простетическая группа фермента нз Феигозрога включает ГЛ)з и сирогем.
В нитритредуктазе из шпината имеется 1Гез8з)-центр. Вероятно, путь электронов здесь такой же, как н в сульфнтредуктазе. Суммарная реакция выглядит следующим образом: ЗХАОРН+ ХО 1 4Н+ +. ХНз+ ЗХАГЗР++ 2НзО 602 ПЕ МЕТАБОЛИЗМ Железо сирогема представляет собой центр связывания для Ь1О~. До момента появления г1НБ никакие промежуточные продукты не обнаруживаются. Нитрогенпза — фермент, ответственный за фиксацию азота, т, е.
за восстановление атмосферного азота Х, до МНМ Этот процесс осуществляется только облнгатно анаэробнымп почвенными бактериямн (К!еЬЗ(е11а, С!оз1г1г(1ит), некоторыми аэробами, например Азо1оЬас1ег, а также «бактероидами» ЯЬ1зоЬ1ит, которые развиваются в корневой системе растений из семейства бобовых, и синезелепыми водорослями. Около 175 млн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
