Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Жеаеаосодерисащне днокснгенааы По крайней мере три четверти известных диоксигеназ содержат негемнновое железо. Красные ферменты, полученные нз различных псевдомонад, которые могут катализировать интрадиольную окснгенацню, содержат Реа+. Типичной в зтом отношении является лирокагехиза. Бесцветные зкстрадиольные оксигеназы. например метапирокагехаза, содержат Ре'+, связанный с — 5Н-группой. а соон полуалоаегиз сь-окси мукановой нноломи на!пекин аис,члс-муконоваа ннслогла Гойьогенгьсзигоксигсназа печени (гл.
23) относится ко второй категории ферментов, нуждающихся в железе. Этот фермент легко теряет железо при очистке, но полная активность восстанавливается прн добавлении Ге'+. Железосодержащие ферменты также катализируют оксигенирование сульфгидрильных соединений. Ферменты печени, которые окисляют цистеамин и цистеин до гипотаурипа и пнстеинсульфиновой кислоты (гл.
23), содержат железо и, по-вндимому, прояиляют потребность в сульфиде. Метаболизм тирозина (гл. 23) включает реакцию, в ходе которой л-окснфеннлпировиноградная кислота превращается в гомогентнзиновую кислоту под действием единственного фермента. Этот процесс включает миграцию группы — СНсСООН из пара- в мети-положение относительно исходной гидроксндной группы (гл.
23). Активный фермент обнаружен только в печени и почках. Фермент представляет собой тстрамер из идентичных субъединнц, и его активность определяется присутствием Ре'+. Когда для исследований метаболизма тнрознна используется 'сО„один меченый атом кислорода появляется во вновь образованной и-фенольной группе, а второй — во вновь образованной карбоксильной группе. Механизм необычного перемещения боковой цепи требует выяснения. иь мгтлволнзм г1(елезо-а-кггог 1йгаратднокгнгеназы.
Некоторые железозависимые ферменты катализнруют гпдрокснлированне субстрата в ходе процесса, в котором а-кетоглутарат подвергается окислптельному декарбоксилпрованию до сукцнната. Один из двух атомов кислорода от молекулы Ое появляется в новой гндроксидной группе субстрата, а другой — в одном из кислородных атомов новой карбоксильной группы сукцината. В тканях животных эта группа ферментов включает тс ферменты, которые гидроксилпруют положение 4 остатков пролина и положение 5 некоторых лнзнновых остатков в проколлагене (гл.
38) и которые превращают у-бутиробетанн в каринтии (гл. 22). Лскорбат служат и качестве восстановительного агента для поддержания железа в ферменте в двухвалентном состоянии. Пролил- и лнзнлокспгеназы могут гндроксилпровать свои субстраты только тогда, когда они находятся в типичных амннокислотиых последовательностях проколлагена. Процесс в целом может быть изображен как гас+ И-ИО,.~. х а* и — Он ив —,'-СО,. диаисигааааа Распространение этого класса ферментов подвергалось систематическому исследованию. Примечательно, что как Мгигозрсмо сгазза, так и ЙйоИо1оги!а содержат ферменты, которые используют этот механизм для гидроксилирования метильной группы тимина с образованием 5-оксиметилурацила н, что наиболее удивительно, для гндрокснлирования 2'-углерода дезоксирибозы как тимпднна, так и дезоксиуридина.
В табл. 13.8 обобщена информация о некоторых днокспгеназах, которые обсуждались выше. 13.6.5. Монооксигеназы Живые организмы содержат группу многочисленных н разнообразных ферментов, получивших общее название монооксигеназ В типичном случае один атом кислородной молекулы обнаруживается в новой гидроксидной группе субстрата, другой — восстанавливается до воды в процессе реакции. В соответствии с этим реакция должна протекать прн участии фермента, субстрата, Ое и какого-либо восстанавливающего агента. В литературе такие ферменты раньше назывались гидрокснлазами или оксндазамн со смешанными функциями. 13.6Л.1.
Медьсодержещне меиееисигенаим Дономин-р-моноокгнгеназа, присутствующая в мозге и в хром. аффинной ткани, катализнрует гидроксилированне 3,4-диокснфеиилэтнламина до норадреналнна (гл. 45). Димеры идентичных мо- !З БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. И х о Е о„ * д 1 о ? х Ф + ы ст ос + д Й Р Р о с а а а а а а а а а с'4 а с? а 1 с? а а с? а с? с? а а 8 а с? а а с 3 х а х [р ф » р, -1 Х Х х х о к о х о 3 х х Ф со х Ы о сй х Ю со 3 х х х З с и З о съ сс сс д х о (: Й сс х х х 5 а с »» х х З З о.
а о о ЮО х х В. 'б о 3 3 х о х о х » З х х 3 о осх » х х И о с хо д сс » 'с с о хо сс х о с х Е ох З . оо к 3 и о Е х х 3 ? х с э ь х о о х о З х Е о :с З, Б о о » с х о х х х х О с х с ох З р о о о Д ох о. ? х о х :"х о Гс х х о с к З х х ох о М сь о сс сс, о х х о З х М с к х с о. о. х х ? ? о о ! 8 О ! Х 1 ! сс И о о о о о х х с 1: ? с с с о о. у сс 'с х о иг.иетлволизм аскарбагп аегидреасиараат .Сь" (си' си~ с.. Иапамин норзпииефр~н о н о 2 Рис.
!3.17. Роль аскороата в каталитическом цикле допамин — монооксигеназа. номеров (мол. масса 75000) фермента образуются при участии дисульфидных мостиков, а два таких димера, связываясь нековалеитно, образуют тетрамер. Каждый мономер, по-видимому, содержит один атом Сп, который восстанавливается аскорбатом, а затем окисляется, как показано на рис. 13.17. 13.6ЛЛ. Фенолмонооксигеиазы (фенолаза, гирозиназа, крезолаза) Эти ферменты имеются у бактерий, растений, насекомых, а также в печени и коже млекопитающих.
Механизм каталнзируемых этими ферментами реакций, по существу, сходен с механизмол! действия допамин-оксигеназы, но отличается одной уникальной особенностью: промежуточный продукт, о-окспбензол, служит в качестве восстановителя для Сиз+ во втором цикле, что сопровождается образованием о-хииона. Полимеризацня о-хинона лежит в основе образования меланнна. 1ЗЛ.З.З. Флавопротеидные моиооксигеиазы Это самая обшнрггая группа моиооксигеназ. Действие многих ферментов этой группы, по-видимому, включает последовательные стадии, в которых восстаиовитель переводит флавии в дигидроформу, восстанавливающую Оз до НзОз, а затем фермент-флавинпероксидный комплекс гидроксилирует субстрат. В очень маленьком подклассе этих ферментов, обнаруженных только в бактериях, субстрат, который окснгенируется, одновременно и восстанавливает фермент.
Первой из этого подкласса стала ггзвестна лакгат — лгонооксигеназа из )Иусобас1еггит. В этом случае лактат восстанавливает ГМИ фермента (мол. масса 300 000), окисляясь до пирувата. Последний не отделяется от фермента, по в присутствии Оз окисляется до ацетата и СОз. Если используется 'зОз, то один атом кислорода находят в карбоксильной группе ~з. виологичвское окисление. и 13.6.6Л. Монооксигеназы, используюптие птернн Б реакциях, катализируемых небольшой группой монооксигеназ, роль флавиннуклеотида принимает на себя тетраг11дробцоптерин, образующийся в результате восстанонления дигидробиоптерина за счет МАВРН. Н НО НО И НзС ! Н Н Н Н ы ы~~ын, НО НО н ын И НС вЂ” С вЂ” С Н О Н 1 12 Вигидробиоптперии веврагибробиапыерии Тетрагидробиоптерин — восстановитель для молекулярного кислорода в процессах встраивання кислорода в молекулы таких субстратов, как феннлаланин, тнрозин и триптофан 1в печени). Фенилаланнн-монооксигеназа печени не может катализировать восстановление дигндробиоптерина; эта реакция катализируется особым ферментом †днгидробноптеринредуктаз.
ХАРРН + дигидробиоптерин — ь МАВР++ тетрагидробноптерин 11) теграгндробиоптернн + ченилзланин+ Оз — ь — — ь дигидробиоптерин+ тирозии+ НзО (2) ацетата, а другой — в л1олекуле воды. Лизин- и аргнннн — монооксигеназы имеют сходные механизмы действия. Большинство флавопротеидных монооксигеназ функционируют с внешним восстановителем: либо с ФАВН, либо с )эАВРН. Последовательность реакций, по-видимому, включает восстановление флавнна за счет МАРН и аутоокисление восстановленного флавина с образованием флавинпероксидного комплекса, который затем гидроксилирует субстрат, например салнцилат, с образованием катехина н СОз. Удивительная особенность этих ферментов состоит в том, что субстрат, который должен гидроксилироваться, является мощным положительныл1 эффектором для восстановления флавнна пиридиннуклеотидом, т. е.
реакции, которая протекает с меньшей скоростью в отсутствие субстрата. Благодаря этому устройству фермент функционирует только в том случае, если имеется в наличии субстрат, который предстоит оксигенировать, и поэтому не происходит бесцельного окисления МАРН или КАг)РП. Среди нескольких таких ферментов, обнаруженных у млекопитающих, интерес представляет микросомальный фермент, который гцдрокснлирует Х-метиланилин на атоме Х. ив мгтльолизм В отличие от восстановленных флавиннуклеотидов тетрагидробиоптерин самопроизвольно очень медленно реагирует с Ом так что скорость образования функционально активной Н»О, должна была бы ограничивать процесс, если бы не присутствие Гез»- в белке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
