Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 104
Текст из файла (страница 104)
(Флавопротеидные монооксигепазы не содержат ионов железа.) Для того чтобы скорость катализнруемой фенилаланин — монооксигеназой реакции была близка к г' „„, требуется присутствие лнзофосфатидилхолина. Фермент, по-видимому, фосфорилировап; дефосфорилированная форма относительно неактивна. Сходнымп характеристиками отличаются механизмы действия других утилизирующих птерин ферментов. В табл, 13.9 перечислсны свойства некоторых монооксигеназ. 13.6.6. Реакции введения одного атома кислорода, катализируемые цитохромом Р»м В имею»цел» широкое распространение мехаш»зме гидроксплирования путем введения одного атома кислорода функциональный атом железа находится в гемовой группе аутооксидабельного цитохрома, способного также связывать СО.
Из-за необычного максимума поглощения СО-соединения прн 450 нл» зта группа ферментов была названа цигохрол»ал»и Р,з»». Они обнаруживаются в мембранах печеночной з»»доплазмат»»ческой сети, в митохондриях коры надпочечников, в почечной щеточной кайме и в плазматическпх мембранах различных бактерий. Катал»»з»»руемая реакция в принципе такая же, как и у всех других монооксигеназ.
»ИН + 0~ + 2е + 2Н+ — ~ ЫОН + Н О Оксигенированию подвергаются весьма разнообразные продукты метаболизма, в том числе ы-СН,-группы какого-либо алкана нлн жирной кислоты, углеродные атомы кольца стероидов или камфоры, полицикличсскне ароматические ядра беизопирена или метилхолантрепа, фенобарбптал или Х-алкиль»»ые заместители у различных вторичных или третичных аминов. Цптохромы Р<за из печени относятся к числу инд»»»»прус»»ь»х ферментов; зто означает, что количество присутствующего фермента может увеличиваться в 25 раз при введении одного из многочисленных чужеродных соединений, например фенобарбитала, мстнлхолантрена или ЛЛ'»".
Субстратная специфичность печеночного цптохрома Рмв неясна, так как неизвестно, сколько отдельных ферментов он включает. Фенобарбитал и»»ду»»ирует три иммуцологически различаемых цитохрома Рмв (мол. масса 48000), из которых для одного известна полная последовательность, тогда как метилхолантрен индуцирует один цитохром Рма »мол.
л»асса 53000). Су- сх БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕИИЕ.И Х Е х х сс О д Кд в с х с ~хай М х О О О Х сс д х х х ~. 'б х Ю О сО х х О О с ю с с а О О х х са сО Ю "и ха о Й С! с + Б Ъ Р О О О. ~ !И С! а С! С! С! С! С! Р О О Б О О О О. и хк3 и ~х ФФ %В о ф СС О СО сс ас р СС Ю О сс са ас сс со а 'О сс Ю СО ас Ю а! О О СО с» ОС х с к Й ! о З. О О х сс х х а ° 4 ! ! с х х х О- 3 Б 3 ° с х в сс х и ° О О Х О а О ! О с О М л З О О х х Е" ю О х х Ф О Е- с О а Ф О $ ~ с с~ а, х х х с О и + сс О с х с х !" х х С Б Я х Й .Е О 'Ь И и са О, с с' О ! х с. о ис С! х+ и сс р, В х Р М И сс сс О О О х' Ч а.
! О а в сО И. х х х х к с" в и с е, .с !с" Х О. 2'. Х а х О с С! Е Х с Ю 2е х ! .с с! х х сс х о !" х сс Е $ Е В б' и д х Х О .. ~«- М х' .О х х О с с О о. а О ~~ С~ '3:Э па метйьолизм хцествует по крайней мере три четко выраженных печеночных фермента, которые катализируют гидроксилирование стероида За,)7(1-дезоксн-5-андростана, а именно в положениях 2а и 18, е положениях 128, 15а н 16а и в положении 15р 3,17-дисульфатлого эфира этого стсроида. Эти гидроксилирующие ферменты сообща обезвреживают различные чужеродные соединении, а также лимитируют время, в течение которого люгут сохранять свою активность различные наркотики.
Не все соединения, играющие роль субстратов, являются эффективными индукторамн. Лечение некоторых форм острой интоксикации может быть облегчено ввденкем индуктора, который в этом случае вообще безвреден. На практике для этой цели применяли ДДТ. Свойства этих ферментов могут сильно меняться при извлечения их из липидной среды, при этом они часто переходят в форму.
полоса Соре которой смещена с 450 до 420 нм. Поэтому большинство экспериментов по изучению цитохромов Реей проводят с микрасомальнымн препаратами. Спектр поглощения цитохромов Р.„, соответствует таковому для цитохрома Ь-типа. Спектр ЭПР указывает на то, что пятым лигандом для гемового железа может быть цпстеиновая сера. Восстановителем, который необходим для функционирования этпз ферментов, служит микросомальный флавопротеид — цито- хром Р ее — редукгаза (мол.
масса 78000), образование которого индуцируется теми же агентами. Этот фермент богат гидрофобными остатками, что согласуется с его расположением в мембране. В очищенном виде он хорошо функционирует только при добавлении фосфатидилхолина. В одной лголекуле фермента содержится г)дин ГЛР и один ЕМХ„фермент катализирует перенос электронов от ХЛРРН к цитохрому Ряд„.
Каталитический цикл, по-видимому, таков: е ЬАОРН ГАОН ГМИН Р ее — Геен ХАОР' ГАОНе ГМХНг Рме Гее+ Ее для флавопротеида в этом цикле составляет — 370 мВ. Цитахромы Рзее коры надпочечников находятся в митохондриальной мембране, где два отдельных фермента катализируют соответственно расщепление боковой цепи холестерина до прегненолона (гл. 44) и реакции гидроксилировдиия различных стероидов в положении 11р.
Индуктор этих ферментов в адренокортикотропный гормон (гл. 48), который, кроме того, индуцирует образование небольшого белка, по-виднмому связывающего стеронды и приводящего их в эффективный контакт с активным центром цитохрома Рзяе Холестериндесяюлазп получена в форме чистого белка (мол. !3 Био.чогичвское Окисление, и масса 60000) с одним гелюм; она образует 4-, 8- и 16-членные полимеры, из которых только один обнаруживает ферментатпвиу!о активность Оба фермента из надпочечников обладают отчетливым спектром ЭПР. Высокоспиновые формы представляют собой фер менты в состоянии Гел+, а ннзкаспиновые формы — комплексы фермента с субстратом.
П(1-Оксигеназа (Ео = — 400 мВ), характеризуется значением д=7,9. Для фермента, расшепляюгцего холестерин, д'=8,2, а Ео = — 320 мВ. Оба фермента надпочечников получают электроны не от флавопротеида, а от жезезосеропвотеида адренодоксина (равд. 13.2.!), для которого Ео = — 270 мВ. В свою очередь последний восстанавливается специфичной )л(АОРН-зависимой адренодоксинредуктазой (мал. масса 54000) с Ео= — 275 мВ, которая содержит один ГАВ на молекулу. Многое для понимания природы и функций таких ферментов дало изучение системы, которая оксигенирует камфору до экзо- 5-ОН-камфоры в клетках Еаеиг(отопаз ри!Ыа. Компоненты этой системы очень удобны для исследования, так как представляют собой водорастворимые цитоплазматические ферменты. В другнл отношениях указанная система напоминает систему надпочечников, гак как состоит из цитохрома Р4оо (мол.
масса 45000, Ео= = — -380 мВ), (Гео5о) -протеида, путидаредоксинп (мол. масса 12500, Ео=- — 196 мВ), для которого известна полная аминокислотная последовательность, и )л(АОРН-зависимой содержашей ГАВ редуктазы (мол. масса 43500. Ео = — 285 мВ).
Прямое восстановление цитохрома Рзоо с помошью 1!(АОРН представляется маловероятным ввиду неблагоприятного соотношения их потенциалов. Однако цитохрол! Р4оо быстро связывает камфару на активном центре, в результате чего у-полоса поглощения смегцается от 571 до 646 нм, нпзкоспиновое железо со значениями д, равными 2,45, 2,26 и 1,91, переходит в высокоспиновое (д=-8,4 и 1,8), а Ео увеличивается до †1 мВ. Химическое восстановление этого комплекса приводит к образованию продукта камфораРзоо-Геол-Оо, для которого Е;, составляет 0 мВ.
Цнтохрам Рлв! образует прочный активный комплекс с путидаредоксином (константа дпссоциации 3 лгкмоль!л), а последний также прочно связывается в соотношении один к одному с флавопротеидом. Таким образом, электроны легко движутся от 1л1АВРН (Ео= — 320 мВ) к комплексу камфора-Р,м!, восстанавливая железо до Ге!*, а затем к относительно стабильному продукту присоединения кислорода — камфора-Ге'+-Оо, что обеспечивает условия для гпдроксплпрования. Даже сравнительно поверхностные наблюдения указынают иа сходство характеристик всех Р4оо-светел!.
Холестерин не влияет нв изолированную холестериндесмолазу в отличие от того воздействия, которое оказывает камфора на Р,о, из Р. ри(Иа, но вместе и ь метанол и ам мч баоо 0,2% ЧН Гат'- я азу ион н Рис. 13.18. Каталитический цикл встранвания одного атома кислорода при участии цитохрома Р4ю. Цифры около стрелок обозначают константы скорости реакции второго порядка. В процентах выражена моляриая доля каждого компонента от суммы всех участвуюпгах в процессе вепгеств (в сташюнарном состоянии).
с тем стероид влияет аналогичным образом на поведение комплекса флавопротеид-адренодокснн-Р4ко, адренодоксин и Рею образуют комплекс, для которого константа диссоциация составляет '10-".. Как в системе надпочечников, так и в системе Рзеис)огпопаз относительно медленный перенос электронов от железосероцентра к тему — стадия, лимитирующая скорость процесса. Предполагаемый механизм самого гидроксилировання изображен на рис. 13.18. Две восстановительные стадии лимитируют скорость", все остальные стадии происходят по крайней мере в 100 раз быстрее.
Описаны н другие типы систем бактериальных монооксигеназ, например система, в которой рубредоксин заменяет железосеропротеид ферредоксинового типа и восстанавливает простой железопротсид, а также системы, в которых железосеропротеид, по-видимому, сам является монооксигеназой; но такие системы редки. гх БиОлОГическОе Окисление.н М 3.6.7. Гем-оксигеназа Фермент, который превращает гем в билнвердин (гл. 32), гемоксигеназа, находится в эндоплазматической сети клеток печени и селезенки и, очевидно, в связи с этим до сих пор не был выделен в форлге водорастворимого, активного фермента. Количество фермента увеличивается в 10 — 25 раз после введения металлов с переменной валентностью, особенно Со'+.
Фермент уникален в том смысле, что остаток гема, расположенный на его поверхности, катализирует реакцию своего собственного монооксигенирования. Восстановительные эквиваленты поставляются лабо Ь)А()Н, либо гхАПРН через флавопротеидредуктазу, которая восстанавливает железо до Ре'+, Фермент, по-видимому, не имеет никакой другой простетичесьой группы. Кислород, связанный с Ре'х, вероятно, активируется, как в цитохроме Р,ео. По всей вероятности, боковые гидрофобные цепи таким образом ориентируют плоскость гема в гидрофобной щели белка, что обеспечивают возможность встраивания одного атома кислорода в углеродный мостик между 1 и И колыгамн порфирина, в то время как другой атом кислорода восстанавлггвкется до НЕО.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
