Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Варбург и Христнан получили из дрожжей «желтый фермент», способный каталнзировать окисление 5)АПРН. Вскоре после выяснения структуры рнбофлавнна было установлено, что простетическая группа этого фермента — рибофлавнп-5'-фосфат (флавинмононуклеотид, ГМ!ч). Позднее было обнаружено, что коферментом почечной оксидазы о-аминокислот является флавннадениндинуклеотид (ГАР) (равд. 12.1.!). Флавопротеиды распространены повсеместно. Способ присоединения флавинового нуклеотида к ферментам может быть различным; благодаря дополнительному связыванию одного или более ионов металла, железосерокомплекса илн гема, возникает необычное разнообразие окислительно-восстановительных ферментов. Связь флавиннуклеотидов с апобелкамп значительно прочнее, чем связь пириднннуклеотпдов с нх дегидрогеназами.
Константа равновесия для днссоциации комплекса белок-флавии белок+ +флавии обычно имеет порядок 10-з †!О-', поэтому фактически флавиновый компонент остается постоянно связанным с апоферментом. В некоторых случаях ковалснтная связь соединяет РАП с остатком полипептидной цепи белка„ и поэтому после протеолиза ГА!! остается все еще связанным с определенной аминокислотой.
В дегидрогеназе ь-гулонолактона из печени н в бактериальных дегидрогеназах тиамина эта связь находится между йа-положением рнбофлавина флавинмононуклсотида РМХ и Ы-1 гистнднна белка. В сукцинатдегпдрогеназе и оксидазе о-6-окснникотина подобная связь имеется между ГАВ и гнстиднном.
Цистешювый остаток моноаминоксндазы из мвтохондркй печени присоединен в За-положении рнбофлавипа тноэфириой связью, в то время как междУ Рибофлавином н цитохРомом сам обРазУетсЯ тпополУацеталь. В большинстве других случаев флавинпуклеотид может быть отделен от белка при обработке высококонцевтрированными солевыми растворами при рН 2 — 4.
Из табл. 13.3 следует, что флавопротеиды удивителшю разнообразны (мол. масса !2000 — 700000), Они могут состоять нз одной полнпептндной цепи с одним флавиннуклеотидом или пз пескольких субъединиц, с которыми связаны не только несколько флавиновых компонентов, но также один илн более металлов, железосероцентров или гемов, что означает совмещение миниатюрной 473 Фнаюиогн- ческий акиеа1ор елект! оков Другие Фувкииоиеек иые иоиеоиеигы Фнеи!и1 Исто !лик Суасграг ГЛВ ГАВ нли ГМХ ГАВ Ов 0 О-Аминокислоты !.-Аминокислоты Моноамины ГАВ ГАВ (! о Дизынны Глюкоза о, ЭПФ ГАВ ГМХ Э( (Ф ХАВР-редук- таза ХЛВе ГАВ Глутатнон Тиоредаксин ГЛВ ГЛВ (-ГМХ Цитахром Ье Цитохром Рве ХЛВН ХЛВРН ГАВ ГАВ ГАВ йпе+ Цитохром с ХАВР+ Адренодок- снн ХАВ+ О -Лактат Ферредоксин ХЛВРП Гг"гВ+ГМХ (ГеЫ„ Дпгидроорогзт ГМХ ГАВ ГАВ Убнхинон (Геб)„ (Г Я)гг (Геб)л ХАВН Сукцннат Восстановленный ЭПФ Холин (Геб)л а-Оксикнслоты Лцпл-СоА (Се— Сгз) Вутирил-СаЛ Не (фотосинтез) Диг!гдролнпозт ХАВРН ХАВРН ХАВН гх.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ.И Таблица И.б Некоторые флввопротеиды' Внутренний двсульфид Внутренний двсульфнд Внутренний дисульфид Внутренний дисульфнд Печень, почки Почки, змеиный яд Печень, пачки, МОЗГ То жс Печень, плесневые грибы Пг чкн Мнтохондрпп Аназробы„сине-зе- леные водарослн Митохондрии, Д сой Печень, дрожнги, Е.
сей Печенга Е. сей Б(гер(оеоссаз !ас- са(!5 Микросомы печени Мнкрасомы пече- ни, Рзеиг(отоагм рабби Дрожгкп Хлороплзсты Мн охондрнн ко- ры келпочсчанкон сутоЬас(егиип ого- Нсага Митохондрии иь митлнолизм Продолжение табл. И.З другие Функциональ- ные коыпоненты Фн«ноно«1ь ыс«ий в«1Гептор вле.тронов Источник Субстрат ГАВ РАВ РАВ ГАВ РАВ ГАВ ГАВ+РМН Убнхинон (Рез)п (Рез)„ Мо, (РеБ)е Мо, ()ЬЗ) Мо, (Роз)е Сир огем (Рез)е, еирогем Гем и-Глицерофоефат Сарьовин Пураны Пураны Лльлегиды ХЛВРН ИЛВРН Л(нтохонлрии о ИАВ+ Молоко Печень Вн мое оОп Печень Иешохрога огана Е соп ь -Лактат Цитохром с РАВ н ЭПФ вЂ” «лентроипср~ еоснщпл флееопро«енл; см.
реви. 1з.а.х. (Рех], — ыелевосероцентр„о сирогеые электронпереносягцей системы на одном белке. Несколько примеров, иллюстрируннцих разнообразие флавопротендов„приведено в табл. 13.3. Спектр поглощенхгя флавопротеидов имеет максимумы -280, 350 †3 и 450 нм. Двухэлектронное восстановление флавииа приводит к почти полному исчезновению полосы при 450 нм и частичному уменьшению поглошения прн 280 и 380 нм. Три кольца рибофлавина в его окисленной форме расположены в одной плоскости. Восстановленная форма принимает конфигурацию крыла бабочки с осью перегиба между 1'(-5 и )х)-1О. Частичное восстановление флавопротенда до его семихннона может быть достигнуто путем титрования днтиоиитом или естественным субстратом в анаэробяых условиях.
Семихинопдная форма фермента, как правило, дает сигнал электронного парархагннтного резонанса (ЗПР) при у=2, характерный для органических свободных радикалов. Отсутствие сигналов ЭПР у некоторых частично восстановленных форм флавопротеидов, несмотря на сходство спектральных характеристик таких форм с привсдениыми на рис. 13.9, позволяет предположить, что пара флавиновых семихинонов вступает в спин-спнновое взаимодействие. Различают два класса флавопротеидов: те, которые образуют прв частичном восстановлении красный семихинов, и те, которые образуют синий семихинон (рис. 13.10).
К первой группе относятся главным образом оксидазы; это означает, что полностью восстановленная форма окисляется Ох с образованием НхО,. Вторая группа представлена дегидрогеназами; оии взаимодействуют с Ох гораздо медленнее по одноэлектроиной реакции, которая идет 425 13. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛГипн. П 1а 160 14 000 Б ы 12 000 10 ОО й 800 О 000 7 40ОО 2 000 Х Длина з 1 ы, им Рис.
13.9. Спектры поглогпеиггл двух форм флавгжового сенихииона в присутствии ггпокозооксидазы. Краснел анвоннан форма получена при освепгенигг вндныыы светом в аназробиозе в присутствии зтнленднанннтетраапетата прн рН 9,2. Сивил форна получена в результате снижении рН до 5,85. !Маззеу 1г., Магйегез Я.
6., Ропе! 6. Р., Ногаец !.. 6., Руг!!гата С. О., Уг., Лапе!!! 6., йопсаг' Б., р. 384, 10: Н. 5нп4, сг!.. Руг!О!пе Хпс!ео!!г!е РеЬуогойепазез, 51Ь ей., Ьрг!пает-Чег!ак, Хетт уог!г, 1пс., Нетч Уогн, 1970.! с образованием устойчивого синего семихиноиа и аниоиа супероксида О; . Свободный рибофлавин обладает сильной флуоресценцией с максимумом 500 нм. ГМИ флуоресцнрует с такой же интенсивностью, тогда как флуоресцеиция ГАР составляет лишь 100!О таковой для рибофлавина; это, возможно, объясняется внутренним поглощением, обусловленным адениновой частью молекулы ГА0, хотя с такой точкой зрения не согласуются данные о том, что в растворе две кольцевые системы молекулы ГАР расположены ортогоиальио относительно друг друга.
В общем случае флавиновые компоненты флавопротендов также обнаруживают очень слабую флуоресцеицию. Исключением является диггсдролилоилдггидроггиаза, флуоресценция которой почти равна флуоресцепцип свобод. ного ГМХ, что служит указанием на разворачивание динуклеотидной структуры. Ео для флавопротеидов варьирует в широких пределах, причем иа окислительно-восстановительный потенциал заметно влияет способ связывания кофермента с апобелком. Вероятно, самые простые из флавопротеидов — это оксидазы, каждая пз которых состоит только из белка и флавиииуклеотида. 4?6 пс мвтлаолизм Зегнарогеназтз „а„, 1й Гцярасные обяаагпвльный б-нг1,голубой о '--']= -' рабнкалы Р Т Тз Н нн (галок 1 ООН ероксмб геверолнгпнческсе н++ о= 2 суперпксне гомолмгчн расщепление [белок ] н -т- ческое расщепление ::~СЬ;~ -'-''-'"'~'Ь:~";.' (белок] ~ ( о(11 впонигоааонный й Н(З) елчкироаанный ,„'~й 14 0 Рнс.
13.10. Структуры частично восстановленных форм флаввновых нуклеотндов. Природа связн фланнна с белком определяет, пронсходнт лн образование сннего взн красного семяхннона н является лн фермент оксндазой нлн дегнлрогеназой. (Взнто с некоторыми упронтеннямк вз работы (Моззеу 'г'., Оелплег1сл Р., р. 245, 1гн Р, Р. Воуег, еб.. ТЬе Епхугпез, чо1 Х11. Асабезп)с Ргезз, 1пс., авета тогу, 1976].) В некоторыт случаях флавпновый остаток принимает пару водородных атомов и восстановленная форма спонтанно восстанавливает Ох до НеОм Однако иногда субстрат отдает флавину только одни электрон, и тогда флавнн осциллирует между оюшленной и восстановленной семнхинонной формами: о, Р1На+Š— ГДР— -а Š— ГДРН.— ?бН.
ь Š— ГАР-РМ+Нзоз Любопытно, что оксидаза с-азшлокагзот пз печени содержит две молекулы РА]) на молекулу фермента, тогда как фермент почек— две молекулы ГМК. Реакции такого типа — главный источник пероксида водорода в метаболических системах. Пероксид водорода используется в качестве окислителя несколькими пероксидазами (разд. 13.7.6), но большая часть образованного пероксида разрушается каталазой до Н О и Оз (разд. 13.7.6).
13 ыюлогичпское Окисление. и Некоторые простые флавопротеиды представляют собой дегидрогеназы, которые переносит восстановительные эквиваленты от субстрата, например от алифатической цепи СоЛ-производных жирных кислот (гл. !7), и передают их другому флавопротенду— электронпереносяшему флавопротеиду (ЭПФ). Указанный простой флавопротеид является тетрамером нз субъедиииц с мол. массой 38000, каждая из которых содержит одну молекулу ГЛР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
