Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Комплекс состоит из трех отдельных ферментов. Первый из них, пиругатдггидроггназа, представляет собой тетрамер из двух р-цепей (мол. масса 36000), несуших тиаминпирофосфат, и двух а-цепей„необходимых для переноса Сз-единицы к остатку липоевой кислоты, который связан со следуюшнм ферментным комплексом — дигидро- ЕТА Рнс. 12.2. Схематическое изображение предполагаемого нрашательного лвнжеиии лнпонлзнзизово~о остатка между а-оксизтилтиамиипирофосфатом ТРР-А!б, сввззнным с пнруватдегиарогеназой ГЗ, пунктом переноса аистиха к Сод и реактивной дисульфидной группой флавопротеида, двгндролиповздегидрогевазы Г. Лнпонллизиловый остаток ивляетси интегральной частью дигидролипонлтрансапствлазы ЕТА ~лтобезио предоставлен д-ром Ридом.~ поевой кислоты в дисульфгидрильной форме.
После итого дисульфгидрильная форма вновь окисляется до дисульфидной при участии третьего белкового компонента комплекса, который содержит связанный ГАП, и, наконец, восстановленный гАВ окисляется присутствующим в среде тчАПч. На атом весь процесс завершается, и три связанных с ферментами кофермента оказываются в своем исходном состоянии и пригодны для следующего цикла: нь метльолизм липоилтрансацетилазой (одна цепь, мол. масса 52 000).
Подвергающаяся прн этом носстановленпю дигндролипоилтрансацетнлаза затем окисляется при взаимодействии с внутренним днсульфидом дигидролилоилдегидрогеназьз (мол. масса 110 000) . Днсульфгндрильная группа этого фермента восстанавливает соседнюю, связанную с белком молекулу РАБ, которая в свою очередь вновь окнсляется под действием КАП'. Комплекс состоит пз 30 молекул тетрамера, 60 молекул трансацетнлазы и 10 молекул флавопротеида.
На рис. 12.2 представлена схема, иллюстрирующая роль длинной гидрофобной цели (1,4 нм) липонллизнна в работе комплекса. 12.2.2. Реакции цикла лимонной кислоты 12.2.2.1. Образование цитрата Образование цитрата ьаталпзпруется ццтрат-слнтазой. Равновесно этой реакции, как это показано, сдвинуто далеко вправо (К= =2,2.10', Лб'= — 9000 кал). Фермент млекопитающих (мол. масса 10з) состоит из двух идентичных субъедипнц. К для обоих субстратов составляет 5 мкмоль/и. Механизм реакшщ, очевидно, должен включать активацию метнльной, а не карбокспльной группы ацетил-СоА, для того чтобы последний мог вступать в реакцию конденсации альдольного типа.
Предполагается, что цнтронл-СоА играет роль промежуточного продукта. Непосредственных подтверждений этому не получено, однако известно, что синтетический ап|тро1щ-СоА гндролнзуется ферментом с Рм,„, превышающей таковую суммарной реакции. Цитроил-СоА. очевидно, образуется и тидролпэуется в субстратсвязывающнх центрах фермента с освобождением нитрата и СоА в качестве единственных продуктов реакции. Был приготовлен синтетический ацетил-СоА, могильная труппа которого содержала по одному 'Н, 'Н(В), зН(Т)„которые были определенным образом орнентнрованны друг к другу (хираль- ность нли зеркальность). Когда цитрат-спнтазная реакция прово- Н-~ ~О + О" С вЂ” С вЂ” З вЂ” СоА Но,с сн,— соон т но сн соон .СООН+ СоА С НО т ео Рнс.
12.3. Стереосцецнфнчность синтеза цнтрата. !л Биолопгческое Окисление. ! дится с таким ацетнл-СоА, наблюдается инверсия относительно метнльного углерода (рис. 12.3). 11а рисунке показаны пространственные положения каждой нз замещающих групп относительно исходных карбонильпого и метильного углеродных атомов. $2.2.2.2. Лимонная, Час-акоиитовая и изолимоииаа кислоты Процесс обратимых нзаимопренращений этих трех кислот, иклизчающнй реакции дегидратации и гидратацин, катализнруется одним ферментом — аконитазой.
Аконитаэа нз сердца свиньи !мол. масса 39000) состоит из двух субьеднниц, каждая иэ которых содержит атом трехналентиого железа. Для того чтобы фермент был максимально активен, его сульфп!дрнльные группы должны поддерживаться и носстанонленном состоянии, для чего требуется дополнительно Резь. Фермент каталнзирует присоединение воды в транс-положение к двойной связи г4ис-аконитата. Как показано на рис. 12.4, обраэонание изоцнтрата или цитрата определяется а каждом случае совместным действием имидазольных групп двух гнстидиновых остаткон.
В состоянии ранповесня относительное содержание компонентоа реакции составляет для цитрата 90%, для цис-аконитата 4с4 и для изоцитрата бааз. Окисление нзоцитрата н последующей реакции сдвигает процесс н сторону цикла лимонной кислоты. рис. !2.4. Механизм действия акоиитазм.
Две имидазольяые группы сообща каталнзируют траис-присоединение злемеитов воды к двойной связи Чис-акоиитата. Показанный здесь продукт представляет собой нитрат. Присоединение воды со стороны другой имидазольиой группы приводит к образоваиию изопитрата. 111. МЕТАБОЛИЗМ 12.2.2.2. Образование а-кетоглутаровой кислоты Изолимонная кислота окисляется путем переноса электронов к пиридинпуклеотиду. Животные ткани содержат две изоцитрагдггидроггназы, специфичные соответственно к МАРР+ и НАР+. гчАР-зависимый фермент (мол.
масса 330000), состоящий из восьми идентичных субъединиц, присутствует только в митохондриях. Хотя потребность в двухвалснтном катионе лучше всего удовлетворяется за счет Мпзь, хорошо действует и Мдз1 в физиологических концентрациях. Каждая молекула фермента имеет четыре центра связывания, каждый — для изоцитрата и НАР. Фермент заметно активируется АРР, который снижает К"""пп" более чем на 90%. Цитрат — также активатор, хотя н менее эффективный, а НАРН представляет собой аллостерический ннгибитор. )т)ЛРР зависимый фермент, который специфически активируется Мп", присутствует как в цитозоле, так н в митохоидрнях.
Его метаболвческое значение состоит не в участии в цикле лимонной кислоты, а в том, чтобы поставлять восстановительные эквиваленты для процессов„идущих в цитоплазме. Механизм действия )т)ЛРР-зависимой изоцитратдегидрогеназы включает промежуточное образование связанного с ферментом оксалосукцината. НзС вЂ” СООН .НСН + СОз 1 1 ОС вЂ” СООН НАРГН + Нт Н С вЂ” СООН 1 НС вЂ” СООН 1 О=С вЂ” СООН НзС вЂ” СООН + — СООН + )ЧАРР+ НО~ — СООН Н М-пеюпгпцюплпппя кислпмв пГпеелепппипмризп кисло1пп язолимоииая кислпп1п >чЛРР-зависимые изоцитратдегндрогспазы тппнчны для группы депгдрогеиаз р-окспкнслот.
Нн в одном случае р-кетокислота, образовавшаяся в результате начального дегндрироваиия. нс отделяется от фермента. Вторая стадия, деьарбоксилироваппе, наступает сразу же, но протекает медленно и является лимитирующей скорость стадией в отсутствие Мп'+. Однако, если свободная р-кето- кислота (в данном случае оксалосукцииат) добавляется к фермен- Дыхалке явгябяруется фторуксусцой кислотой, в результате чего накаплавается лнмояяая кислота. Фторуксуспая кяслотз превращается во фторацетял-ооА, который затем коядеясяруется с оксалоацетатом с образовзяяем фгорцктрата.
Фторцятрат яягкбярует акоаятазу я таким образом препятствует утклязацяя цятрата. Только один яз четырех возможных язомероз фторцвтрата— лкгябятор аконктазы. о вдяом яз южяоафрякааскях растеняй (КПЫааг) отрав.чяющее действие объясняется содержащямся в яем фторацетатом.
!а аиолоп!ческое окислы!ие. ! 12.2.2«н Превращение и-кетоглутаровой кислоты з янтарную кислоту Окисление а-кетоглутарата происходит аналогично окислению пнрувата (равд. 12.2.1). Процесс с Лб'= — 8000 кал/моль каталнзируется мультиферментным комплексом (масса частицы 2,5. 10') . Комплекс состоит из 24 цепей гранссцкцинилазы (мол. масса 42000), организованных в виде ансамбли, имеющего к!ктаэдрнческую .симметрию, к которому прикреплены 12 молекул а-кнтоглугаратдегидрогеназы (мол. масса 95000) и 12 цепей дигидролалоилдегидрогеказы (мол. масса 56 000). Дигндролипоилдегидрогеназа ндеятнчна ферменту, присутствующему в пируватдегндрогепазном комплексе: СООН СН, СНт + ЫАРН+ Н++ СОе ! ! С=-О ! 3 — СоА енкцнннл-Сод СООН ! СН ! СН., С==О ! СООН ес-не!ноглуларавал кисло!на ту, декарбоксилирование протекает легко, когда присутствует Мп'+. ,Декарбоксилирование происходит с образованием нестойкого связанного с ферментом хелата Мике и р-кетокислоты.
При действии малик-фермента (равд. 14.5.1) и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы образуются сходные промежуточные продукты (равд. 14.8). Равновесие благоприятствует образованию а-кетоглутарата: в физиологических условиях Лб'ж — 5000 кал/моль. Хотя не имеется прямых доказательств участия оксалосукцината как промежуточного продукта в процессе, катализируемом ХЛР-зависимым ферментом, можно допустить, что он находится в связанной с ферментом форме. а-Кетоглутарат представляет собой еще один «перекресток» путей метаболизма углеводов, липидов и некоторых аминокислот. Процессы переаминирования или окисления глутаминовой кислоты †важн источник а-кетоглутарата в метаболизме млекопитающих (гл.
21). Более того, все те аминокислоты, которые в процессе своего метаболизма могут превращаться в глутаминовую кислоту,— также потенциальные предшественники н-кстоглутарата. К ним относятся орнития, пролин, глутамин и гистидин (гл. 23). Напротив, глутамиповая кислота и ее производные образуются из «1-глутарата, продуцируемого циклом лимонной кислоты. Н!. МЕТАБОЛИЗМ В начальной стадии а-кетоглутарат реагирует с тиаминпирофосфатом с образованием а-окон-т-карбокснпропилтиаминпирофосфата Н нна НОС вЂ” СН вЂ” СН. — СООН аС ° О О- ы с н,— й~ >! С=С вЂ” СНа — СНа — Π— Р— О Р >-! + СОа н с-с, сн Сн, О а-оиси-у-иаобоисиирооиимиаминоиуоЧ>оая>аи> Четырехуглеродная цепь затем переносится к связанной с ферментным белком липоевой кислоте с образованием сукциннллппоилфермента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
