Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 93
Текст из файла (страница 93)
( — ) ))-Оксибугно рил-СоА Зб-Оксистеропды 17б-Оксистероиды Инозинат ! О1юдуктм Кофеинеьт ! Печень крысы Печень, дрожгкн, почки Печень Дрожжи, мышца, пе. чень Почки Печень Печень Е. соИ АегоЬас1ег аегоиелез Митохондрии сердца быка, печени крысы и дрогкжевые Цитозоль сердца Мышца, другие жи- вотные ткани То же ц луби Рзеидотолаз ш.мгтхголнзм 462 1)родо ттгелтте тоб.т. 13.2 ! Пролуо ты Когогиоот Источник Субстрат Рзенаотолоз Глнцерат Диоксиацетон Полуальдегнд тар- троновой кислоты Глицерин Печень свиньи, кры- сы, Е.
сои Мышца, печень )ЧАВ илн МАВР )т)АВ или МАВР )ЧАВ илн )тАВР )ЧАВР )ЧАВР МАВР о-Кетоглутарат + +)чн.+ 3-Кетостероиды Глутамат ЗР-Оксистероиды Печень Днгидрофолат о-Фруктоза Глюкозе-6-фосфат Тетрагидрофолат 6-Кето-о фруктоза 6-Фосфоглюкона т 01ттсолойос1ет с!длит Печень, эритроциты, арожжи Почки Различные животные ткана, дрожжи Сердце Дрожжи, печень МАВР ХАВР ВГулонат Изоцитрат о-Глюкуронат а-Кетоглутарат+ СО, ХАВР )ЧАВР Пнруват+СОт Глутатнон (Π— БЯ вЂ” О) Дегидрошикинат Малат Восстановленный глу- татион (ОаИ) Шикнмат Фасоль, Е.
со1т тамат, пх глутаматдегпдрогеназ!а специфичны к (т)АРь; если же в среде отсутствует эта аминокислота, продуцнруется )х)АРРР-зависимый фермент. Опять-таки глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназа дрожжей абсолютно специфична к )х)ЛРРР, в то время как этот же фермент из печени млекопитающих использует тчАР+ со скоростью, составляющей -7% скорости использования МЛРРт при эквивалентных концентрациях этих коферментов. Такое различие в специфичности к ХЛРь н )х)АРР+ позволяет клетке поддерживать )МАР+ главным образом в окисленном, а )х)АРР+ — в почти полностью восстановленном состоянии в соответствии с их функциями. В тканнх животных концентрация 1чЛР+ варьирует от 0,5 до З,О ммоль1л, тогда как концентрация )чЛРР+ — от 0,0! до О,! ммоль1л; только в печени концентрация МАРР+ составляет г1з концентрации )х)АР+.
Эти концентрации имеют тот же порядок, что и К реакций с участием указанных веществ, когда они выполняют роль катализаторов. В общем случае ферлтенты, ответственные за окислигельные процессы, снабжающие энергией организм, нуждаются в Л)АВ+, тогда как ферменгьй катализируюи!ие реакции восстановительных синтезов, используют 1)АВРН.
Единство глав- !а БиОлОГическОе Окисление. и ных путей метаболизма в организмах различных видов находит свое отражение в почти универсальном распространении тех многочисленных )х(ЛП+- или (т)А(уР+-зависимых дегидрогеназ, которые имеются в живых формах. Когда специфичный к ЫЛР+ фермент присутствует в одном клеточном отсеке, а специфичный к г(Л(УРе фермент — в другом, челночное движение субстрата туда н обратно через мембрану может служить в качестве механизма переноса восстановительных эквивалентов.
Например, две нзоцнтратдегпчрогеназы (табл. 13.2) — ХЛРа -зависимая в митохондрпях (индекс „мпт") и )х(А1)Ризависимая в цитозоле (индекс „цпт") — могут функционировать следующим образом: а кето глутарат -Р СО, + 1ЧЛВНмот+ Не ~ иаоцитрат + ХАВ~„, изоцитрат+ НЛВР+ ~~ са-кетоглутарят+СО + ЫЛВРНнн + Н+ НАВНмнт+ Н++ МАВР~ и==и МЛВ ~'„~+ МАВРНн,м+ Н+ Таким образом, способный к диффузии изоцитрат переносит водород через митохондриальную мембрану, между МА(У+ и МАВР+. «Водород» могут также переносить другие пары ферментов, имеющие общий субстрат. Малатдегидрогеназа и малик-фермент каталнзпруют следующую пару реакций: мааатдегндонегиаа оксяло цетатм„, + МАВНм, + Н+ ~ иалатмат+ ХЛВент оаьоо~, е еолоон ен есо оксалоацетат+ ХАВН, -1- ХАВР+ — и пируиат -1- СО + НЛВмн + 1ЧЛРНн„ В этом случае малат пересекает мнтохондриальную мембрану, перенося водород митохондриального г(ЛОН к РйЛ(УР» цитозоля. Такой перенос водорода через митохондриальную мембрану является важным аспектом превращения углеводов пищи в резервные жирные кислоты (гл.
17). Термины простегическпл группа и коферлшнт не совсем подходят для обозначения никотинамидпуклеотидов. Значения К, для ХЛР.— и КАОР+ варьируютот100до1мкмоль/л,чтолншьнезпачптельно ниже К, для «субстратов» этих ферментов (1 — 0 01 ммоль/л). В общем случае ХЛ(УН связывается с большинством дегидрогеназ в 10 — 100 раз прочнее, чем КАР+. Никотинамиднуклеотиды легко диссоцнируют от дегидрогеназ и, по существу, представляют собой косубстраты, коферментная функция которых пь метАБОлизм заключается лишь в том, что в физиологических условиях восстановленные формы окисляются другими ферментами, катализирующими этот процесс; в результате создаются условия для повторного использования нуклеотидов, так что они могут циклически функционировать в каталитическнх количествах. Кроме того, благодаря такой легкости диссоцпации никотинамиднуклеотиды„ единственные среди окислительных коферментов, могут принимать участие в дисмутациях, т.
е. в восстановлении одного метаболвта другим: АНА+ НАР+ — з- А+ 1ЧАРН+ Н+ В+ МАРН+ Н+ ВН + НАР+ лн +в л+вн Для подобного сопряжения требуется челночное перемещение НА(1 между поверхностями двух субстратспецифичных дегидрогеназ. В качестве наиболее показательных примеров такого процесса можно привести участие ХАЮ~. в гликолизе (равд. 14.4) и восстановительный синтез жирных кислот с использованием 14АПРН, который генерируется при окислении углевода (равд.
14.8). Интересная возможность открывается при сопряженна пары дегидрогеназ, относящихся соответственно к А- н В-типу. Например, представляется вероятным, что в процессе гликолиза ХЛ()Н, восстановленный на поверхности глицеральдегид-3-фосфатдегпдрогеназы, может быть использован для восстановления пирувата лактатдегидрогеназой без отделения от первого фермента.
Примечательна в этом отношении лактат-жалат — траисгидрогеназа пз Мгсгососсиз !асн(унсиз, связывающая гчЛР+ так прочно, что он может быть удален только посредством обработки 4 М мочевиной. НА(1+ остается прикрепленным к ферменту, который способен акцептировать лактат и оксалоацетат нли пируват и малат на своих субстратсвязываюших центрах. В противоположность своим окисленным формам МЛОН и 1чЛРРН сильно поглощают при 340 нм. Это свойство лежит в основе большей части аналитических методов наблюдения за ходом реакций, в которых участвуют эти коферменты. 1(роме того, при активации светом прн 340 нм оба кофермента обнаруживают флуоресценцию. Максимальное излучение наблюдается при 465 нм. Связывание НАВН или 14ЛРРН с апоферментом дегидрогеназы обычно сопровождается сдвигом максимума поглощения в более коротковолновую область (330 — 33б нм) и аналогичным сдвигом максимума флуоресценцин до -440 нм. В растворе изолированного кофермента большая доля флуоресцентного излучения от восстановленной никотинамидной части молекулы поглощается (гасится) соседним аденином, что объясняется сложенной структурой молекулы динуклеотида.
Растянутая структура связан- 13. Еиологическог окнсленне.п ного с белком дннуклеотнда обусловливает значительную ннтенснфнкацню нзлучсння (увелпченне квантового выхода), вследствие чего нзмеренне флуоресценцнн — особенно чувствительный метод для обпаруження комплекса между ферментом н коферментом. Связывание восстановленного ннкотннамнднуклеотнда с определенным флавопротендом приводит к гашению флуоресценцнн рнбофлавнном посредством механизма, аналогичного действующему в растворах дннуклеотнда. Кинетические данные, изучение комплексов с переносом заряда, исследования поляризации флуоресценцнн н использование аналогов как субстратов, так н коферментов подтверждают вывод о том, что центральный момент в действии этих дегндрогеназ— образование тройных комплексов, включающнх фермент, субстрат н кофермент.
В случае лактатдегндрогеназы, например, последовательные этапы процесса, очевидна, происходят благодаря следующему обязательному порядку связывании компонентов реакцнн: ЫАО' папами пиаааааа Š— + Е -ЫАОН вЂ” а Е -МАРН-пирчаа~п — + Е -НАР -паап໠— — ° Е -МАО+ — + Е Таким образом, пнруват не может связываться с лактатдегндрогепазой до тех пор, пока не образован комплекс фермента с КЛОН, что свидетельствует об отсутствии пнруватсвязывающего центра на поверхности фермента. Этот центр, вероятно, возникает в результате нзмененнй конформацнн н1нли заряда н т. д. вслед за образованнем комплекса фермента с МЛОН. Сходными характеристпкаме обладают каталнгнческне циклы многих дегндрогсназ, например алкогольдегндрогеназы печени.
Иногда, например в случае глутаматдегндрогеназы, не существует обязательного порядка связывання; нп разу не удалось обнаружить, чтобы в обязательном порядке первым связывался субстрат, а не кофермент. Характер связывающих центров для кофермента я субстрата на ферменте придает специфичность реакции. Этн связывающие центры находятся па спецнфнческнх участках олнгомерной формы фермента. Так, бычья глутаматдегндрогеназа (мол.
масса 336000) может днссоцннровать на субъеднннцы (мол. масса 56000), которые больше не обладают ферментатнвной активностью; однако агрегатам с мол. массой )336000 уже свойственна активность. Сходным образом глнцеральдегндфосфатдегндрогеназа мышцы (мол. масса !40000) может днссоцннровать на ферментатнвно инертные субъеднннцы. Связывание специфического кофермента, по-внднмому. способствует как поддержанию конформации, так н сохранению специфической субъеднннчной структуры некоторых дегндрогеназ. ЗΠ— 114З пи ывтдволизм Рнс. 1З.З. Схематическое пзобраигеине ИА!1-связыва~ощгго тчастяа в дсгндоогснавах, рассматриваемых сверху, перпеидииуяирио миоготяхчевому сидадчаточу сто~о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
