Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 94
Текст из файла (страница 94)
а--вид сверху; б — вид поперечного среза. ~йоззягап М. 6., Щиз А., Вгипоеп С.-т., ВаппзапА т.. У., р. '68, 1п: Р. О. Воуег, еп., Тпе Епхутпез, то!. Х1, Зо ео., Асаг1еппс Ргеаз, !пс., !Чете Уогн, 1975.) Молекулярные массы никотинамиднуклеотидзависимых дегидрогеназ варьируют в широком диапазоне.
Большинство нз ннх обнаруживает каталитическую активность только тогда, когда суоьединицы объединены в димерной, тетрамерной нли гексамерной форме, как, например. субъеднницы малат-, лактат- н глутаматдегидрогеназ. В большинстве случаев идентичные субъедппипы самопроизвольно собираются в устойчивый, каталнтпчески активный полимер.
Иногда клетка образует более одного вида субъедпниц, отличающихся разным числом аминокислотных замещений !3. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ.И в полипептидной цепи, которая у них в общем подобна. В этих условиях происходит гибридизация, приводящая к образованию изоферментов с различной субъединичной структурой. Первым хоронто изученным примером такого рода была лактатдегидрогеназа. Ткани млекопитающих продуцируют две электрофоретически различимые субъединицы О и 11, так что образуются пять отчетливых изогрерхгеитов лактатдегидрогеназы: ать азДИ агре, паз и р,. Они существенно различны по значениям К и г'агах. Гибридизация может быть также достигнута !и у11го с субъединицами из весьма отдаленных видов, например с лактатдегидрогеназами дрожжей и мыпщы кролика. Присутствие КАР+ во время смешения заметно ингибпрует гибридизацию, в то время как г1АРН ускоряет ее.
Рис. 13.4. Схематическое нзооражение связывания пнрчвата и МАВ+ с аактатасгидрогеназой. 1оо1огоой Х. У., Е111аз А., Ч(егпое! Я, 1., Яоззгпапп М. О, р, 240, 1пР, Ь. Воуег, ег1., Тие Впх1тпез, то1. Х1, Асадеп11с Ргезз, 1пс.. Хечг Уогя, 197о 1 1п. матхволизм Рнс. !3.3. Механизм действия аактатдегндрогеназм. !г!о!Ьгоой У. Х., !а!- !аз А.. 3!егнг!а! Л.
У., !!оззгнанн М. гг., р. 243, !и: Р. О. Воуег, ео.. Т!ге Епхутеа, то!. Х1, Асаоегй!с Ргеав, 1пс., Кен' уогй. !973.] н ~узн и он' и н нн + нн Очевидно, что в присутствии ХАВ+ связь между тетрамерамн упрочняется, в то время как !!АОН способствует ослаблению прочности структуры. В печени присутствуют две различные субъединицы алкогольдегидрогеназы (Е и 5), дающие начало формам Егь Е5 и 5 . Полученная из печени лошади форма Ез имеет высокую активность по отношению к алифатическим спиртам с низкой молекулярной массой, тогда как форма 5т эффективна в реакциях восстановления 3-кетостероидов и ретиналя до соответствующих 3-р-оксистероидов и ретинола; Е5 обладает промежуточными свойствами.
Такая же картина наблюдается в случае фермента из печени человека, но в этом случае Ез обладает небольшой стероид-дегпдрогеназиой активностью, а 5т сохраняет активность с алифатическимн спиртами. Выяснена аминокислотная последовательность для нескольких дегидрогеназ и с помощью рентгеноструктурного анализа установлена трехмерная структура алкогольдегидрогеназы из печени лошади, глицеральдегидфосфатдегидрогеназы омара, цитоплазматпческой малатдегидрогеназы из сердца свиньи и лактатдегидрогеназы из акулы. Как показано на рис. 13.3, полнпептидная цепь каждой из этих субъединиц в их нормальных полимерных формах образует структуру по типу складчатого слоя из шести нитей, где связывается аденилатная часть молекулы кофермента.
На поверхности имеется щель, в которой многочисленные гидрофобные, электростатические взаимодействия и водородные связи удерживают на своих местах и кофермент, и субстрат. 13. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. и Н вЂ” 4'.! ! Н вЂ” О[ ! НАВ+ 1 анп!нвный меня!р вода 1 Н Н ! Н вЂ” О Вег-46 Й ! Н Н 1.Ф Н Н В С™% й С С / Нта-51 муг 9!а Рк т,а Рнс. 13.6.
Снсгема водородных связей, образуемых связанной с Упз+ молекулой воды, сернпом-48 н гнстнднном-51 алногольдегндрогеназы печени; показан механнзм освобожденна протонов, вызываемого прнсоелнненнем КЛВ'. (игал!уеп С.-1., 1бгпиа1! В., Ей1илй В., Гигйягеп В., р. 162, 1п: Р.
1!. Воуег, ед., ТЬе Епхуп!сз, но1. Х!. Зг! ед., Асаден!!с Ргеза, 1пс., Мем Уогй, !975.] На рис. 13.4 изображено связывание (ч(Л1)е и пирувата в каталитическом центре субъединицы мышечной лактатдегидрогеназы. Каталитический центр не только обеспечивает сближение этих двух субстратов, но благодаря наличию специфических К-групп в аминокислотах облегчает реакцию (рис.
13.5) Ллкогольдегидрогеназа представляет собой особый фермент в том смысле, что каждая субаединица содержит два Хпз+, один из которых физически стабилизирует третичную структуру фермента благодаря связям с лигандами — сульфгидрильными группами остатков цистеина в положениях 97, 100, 103 и 1!1,— а другой, участвующий в каталитическом цикле, связан с сульфгидрильными группами цпстеиновых остатков в положениях 46 и 174 и с имидазольной группой гистидина-67; четвертое координационное положение этого атома заполнено молекулой воды или гидроксндным ионом, Присоединение ЫА0+ к ферменту вызывает выброс протона в соответствии с механизмом, схема которого привелена на рис. 13.6.
Цикл каталитической реакции показан на рис, 13.7. По крайней мере в одной реакции — в окислении (Л)Рглюкозы до (Л)Рглюкуроновой кислоты — две молекулы 14ЛРЕ последовательно используются для отнятия четырех электронов от субстрата без диссоциацпи промежуточного полуокисленного продукта. Реакция требует участия как аминогруппы, так и сульфгидрнльной (тиоловой) группы фермента (рис. 13.6). Промежуточными продуктами являются шиффово основание альдегидпого интермедиа- ив ыьтльолизм 470 НАОНС71 Е -Хпз'-НОН МАО" 3 я МАОН-Е- Хпм-НОН МА0'-Е- Хпн-НОЬ Е вЂ” Хпн — ОНЕ Н НО-С-Е „е+ „е Дз Н Е вЂ” Хпн — О-С вЂ” й НОН Н 1 — МАО+ Н Е вЂ” Хпт"-. О=С-И г †-МАОН ® Рпс.
13.7. Каталитический цгпог алкогольдегидрогеназы печени (Š— фермент). ЕЬН ОН е -ь-н + 3 Н М:/Н-'С-Н МАОО ЭСН О О 1Ор Н + НХ~~ МАО 00Р НХО нто Е-5 Е-5 Š— 5Н Н и,, +МАОО ЩН М„НХМ' С.О 2 н Есгй а- ' а-= ь- +МАОН+ Н Рнс. 13.8. Механизм действия 1Л>Рглюкозодггвдрогеназы (Š— -фермен|). Обратите внимание, что образованне шиффова основания и пюэфвра — неотъемлемые стадии окислнтельного процесса. [Оггйтап А. В., Кгглтюоог7 Я., Х В1о1. Сйегп., 232, 1324, 1977.) Š— Хат' — НОН ~ — МАОН Н =с-н Ь- + Е-5Н 1 НХМ ° Ф ЬЗ.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. и 471 та и тноэфир кислоты, образующейся в результате суммарного процесса. Отметим, что оба этих промежуточных соединения образуются в окислительных реакциях. 13.1 1. Никотинамиднуклеатидтрансгидрагеназа Некоторые бактерии, особенно Рзеиг(отопаз пегий(пози, содержат флавапротеид, катализирующий обратимый перепас водорода из положения 4-В ХАРРН в положение 4-В ХАЙ+ с образовюьисм МАРН. Активный фермент представляет полимер, составленный пз одной субъединицы (мол. масса 50000), с которой связана одна молекула РА)). Кинетические свойства фермента отличаются сложностью, и механизм реакции неясен. Энергозависимая трансгидрогеназа внутренней мембраны митохондрий (равд. 12.5), которая каталпзнрует перенос водорода из положения 4-А АРАОН в положении 4-В )4А1)Р+, исследовалась недостаточно очнщепнан, поэтому выяснить механизм ее действия не удалось.
13.1.2. Другие функции ХА0+ НАВ+ участвует в нескольких необычных реакциях, в которых не используются окислнтельно-восстановительные свойства этого кофермента. ДНК-лььгаза из Е. со/1, катализирующая образование фосфодиэфпрной связи между сшиваемыми 5'-фосфатиым концом н 3'-гидроксидным концом двух полидезоксирибонуклеотидов, осуществляет эту реакцию дегидратацни с участием комплекса аденилил-фермент; этот комплекс образуется наряду с никотинамндмоььоыуклеотидом прп расщеплении пирофосфатной связи ХАЙ+ под действием ДНК-лигазы (гл.
25). Некоторые ферменты, очевидно, являются различными формами обычной ХАО+нуклеозььдазы (гл. 24), которая гидролизует Х-рибознльную связь ХАРЬ. с освобождением никотинамида и аденозилпирофосфарилрнбозы (АКРРК): н,о МА4Ь+ Е ч==ь кккотенкяех+ Š— -ДЕРРК к====а Е+ ьЬЙРРК Эта гядролитическая реакция ингибнруется никотннамидом, механизм действия которого таков, что в присутствии больших концентраций никотинамида первая стадия реакции обращается. Для фермента из ядер клеток печени Кь=250 мкмоль/л. Дифтерийный токсин сходным образом расщепляет НАР+, по переносит остаток АКРРК к необходимому для синтеза белка фактору-2 злонгаь4иьь (ЕГ-2), в результате чего весь процесс ингибируется (гл.
26). Клеточное ядро содержит еще одну НАР4нуклеозидазу, которая, однако, переносит АКРРК к рибозе второй молекулы АКРРК с образованием полиаденозиндифосфорибазы — полимера с неизвестной 472 нь метАБОлизм функцией. Эта 5!АПаза даже более легко ингибируется ннкотинамидом (Кнхп=250 мкмоль|л, Кл'е"""' "А=0,5 мкмоль!л). Заметим, что уроканаза (гл, 23) из бактериальных источников содержит прочно связанный 74АР+ в качестве скорее структурного„чем функционального элемента. 13.2. Флпвопротепды В 1932 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
