Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 96
Текст из файла (страница 96)
ЭПФ вЂ” это димер из ГЛВ-содержащих субъедипнц (мол. масса -29000). К'~"""" для ЭПФ составляет 2 мкмоль/л. ЭПФ уникален в том смысле, что он и восстанавливается, и окисляется флавопротепдом; ЭПФ переносит атомы водорода к третьему флавопротеиду-- ЭПФ-дегпдрагнназе, которая восстанавливает убихинон и таким образом поставляет электроны в основную электроппереносяшую цепь митохондрий. У анаэробных бактерий, фотосинтезируюшпх бактерий и силезелепых водорослей распространены простые флаводоксины с мол.
массой !5000 или 21000, каждый из которых содержит очну молекулу ГМ!ч. Онп могут восстанавливаться гидрогеназой илп первичным акцептором электронов в фотосинтезе и могут в свою очередь восстанавливать другой флавопротеид, например НАВРИ-ргдуктазу. Флаводокснны легко образуют устойчивые синие семпхпноны. Еа для пары ГМХ/ГММ1. составляет приблизительно от — -100 до — 200 мВ, а для пары ГМИН.!ГМХНх — около — 400 мВ.
Это самый ипзкпй потенциал, известный для какого-либо флавопротеида. Оп позволяет флаводокспнам заменять ферредокспны в фотоспнтетическпх системах (разд. 16.4.1). Небольшой размер молекулы и хорошая способность флаводоксинов к кристаллизации позволнлп определить последовательности аминокислот и трехмеригхе структуры (равд. 16.4.1).
Изоаллоксазиновые кольца располсакены в гцелп таким образом, что наружу выступает следуюшая 'часть молекулы: Некоторые флгвопротеиды переносят электроны между никотинампднуклеотидами п дпсульфидными структурами. Липоамид-, гпдгагпон- и тноредокспндегидроген зы относятся к числу наиболее известных флавопротеидов такого типа.
Субстрат первого фермента — дпсульфпшрпльпая форма остатка лапаевой кислоты, связанной с е-амипогруппой лизинового остатка в трансацетилазе; последняя входит в состав комплексов ппртват- и а-кетоглутаратдегидрогеназ (разд. 12.2.!). Субстрат второго фермента — — глутатион (у-глутамилцистеинилглицпн) — находится в свободной форме во всех клетках и окисляется в дисульфидную ( — 5 — 5 — ) форму посредством множества механизмов. В стацио- н!. метАБОлизм 5-5-е1р-5Н ) ~' ) ПГ 1П Рве. 13.11.
Каталитический цикл липоаиивдегихрогеиааы. парном состоянии отношение елБНЮБЗС! составляет 20. Тиоредоксин !Моа!. масса 12000), восстановленная форма которого служит донором электронов при восстановлении рибонуклеотндов до дезокснрнбонуклеотидов !гл. 24), содержит в качестве единственной функциональной группы структуру ...Тгр — Л!а — 01п — Тгр — С!а — С!у — Рго — Суа — Ме1...
! а — — — а В физиологических условиях дегидрогеназы восстанавливают глутатиои н тиоредоксин, тогда как функция липоамиддегидрогеназы — окисление двух сульфгидрильных групп липоамида до днсульфида. Каждая из этих дегпдрогеназ состоит из пары идентичных субъединнц, которые в окисленной форме содержат один ГАВ и один цистиновый мостик. Строение и механизмы действия липоамнд- и глутатиондегндрогеназ удивительно похожи. Липоамнддегидрогеназы нз Е.
со1! и из сердца свиньи содержат последовательность ...Суа — !.еп — Аап — Уа1 — С! у — Суа ! ! 8 5 В дрожжевой глутатионредуктазе имеется такая же последовательность, но лейцин в ней заменен валином. Добавление стехио- !в. ююлогичгскоа окислюшп. и 479 метрического количества г(АОН (в случае глутатнопредуктазы ХАЕ!РН) приводит к образованию стабильного синего семнхинона. Механизм реакции показан на рпс. 13.11. Взаимодействие тиоредоксина с его редуктазой характерпзустся значительной видовой специфичностью; так, например, тиоредоксин из Е.
со1! не может восстанавливаться тиоредокс~нредуктазой из дрожжей. Механизм этой реакции представляется более сложным, чем изображенный на рис. 13.11, и, вероятно, включает циклические переходы редуктазы между более восстановленной формой фермента (ГАТ!Не н две сульфгидрпльные группы) и полувосстановленной промежуточной формой.
13.2.1. Железосероцентры В гл. 12 отмечалось участие железосероцентров в мптохондриальном транспорте электронов, Три типа железосероцеитров родственной структуры (рис. !3.12) широко распространены в природе; вероятно, все онн участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Простейшим из таких белков, функция которого О ф женеве 4 Ге ферреаонснн суе ств 2 Ге Чгерреаонснн рЧореаенснн Рнс.
13.!2. Структуры жеиевоссропснтров. [На!! 77. О., йао К. К.. Сатгпаегг !7 Тье !гоп-оп!!пг Рго!е!пв; 5!гпс!г~ге, Гопсиоп апо Ено!и!!оп о1 а 1!Ь!Чп!!опв Сгопр о! Рго!е!пв, Бс!. Ргоп. 62, 286, 1975.) П1. МЕТАБОЛИЗМ неизвестна, является рубредоксттн, обнаруженный в С1ОЗЖЖит раэ(еиг(ааипт и других микроорганизмах. Он имеет одиночную полипептидную цепь„состоящую лишь пз 54 аминокислотных остатков (мол, масса 6127), которая содержит один атом железа в тетраэдрической координации с сульфгидрильнымн группами четырех цистеиновых остатков в положениях 6, 9, 39 и 42; Ео= — 57 МВ.
Оь о — с12 — 'и — ч«1 — с1— 5. 5 ,.реть) — Суе — 1.еи — Рте — С' е о о 1Э.2Д.1. (геь 5ь)-протепды Растительные хлоропласты содержат растворимые ферредоксины (равд. 16.4.1), функциональная группа которых определена как (Гее8т). Как и со всеми железосеропротеидамп, кроме рубредоксина, подкисление среды приводит к выделению НЗЬ в количестве, стехиометрическом с содержанием железа. Ферредоксины хлоропластов — это небольшие белки (мол. масса 10 500, Ео ж — 420 мВ) с характерным спектром поглощения с максимумами при 420 и 460 им. Другие «ферредоксины» неизвестной структуры связаны с тилакоидными мембранами хлоропластов и обнаружива1от низкие окпслптельно-восстановительные потенциалы (от — 500 до — 600 МВ). Сходство между адранодоксано.я из коры надпочечников и пугадаредоксином из Рзеиг(отолаз ра(Ыа обусловлено их размером; оба состоят из небольших белковых молекул, содержащих единственный (Ге»Ьт)-центр, и служат в качестве восстановительных агентов для цптохрома Рью (равд.
13.6.6); значения Ео для этих двух железосеропротеидов не столь отрицательны (около — 275 и — 230 мМ соответственно). При окисленном состоянии всех упомянутых ферредоксинов оба атома железа находятся в виде Ге'~. Железосеропентр может акцептировать одни электрон с переходом в состояние Гете Гетт.
13.2.1.2. (Геьвь)-протепды Вактериальные ферредоксины содержат один илн два железосероцентра, обозначаемые как (Ге48ь); основная структура этих центров показана на рис. 13.12. Молекулярные массы феррсдоксинов варьируют от 6300 до 9600; аминокислотиые последовательности даже в отдаленно родственных вилах обнаруживают значительную гомологпю. Значения Ео ферредоксинов более отрица- !3 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ.Н 46! тельны ( — 400 мВ). Каждый атом железа скоординирован с атомамн серы двух цистеиновых остатков, располагающихся в последовательности — Суз — Х вЂ” У вЂ” Суз —, и двух других цистеиновых остатков, которые могут быть относительно удалены, в связи с чем необходимо определенное складывание молекулы белка для сближения этих лигапдов с атомом железа.
13.2Л.З. (Ье48,),-мвотемлы Некоторые анаэробные бактерии, например ЛВсгососсиз 1асй1у!!сиз, содержат ферредоксин с двумя группами (Ге484), функционирующими независимо друг от друга. Структура каждой единицы (Ге454), по существу, идентична структуре соответствующих единиц железосеропротеидов, имеющих только одну такую группу. Каждая группа опять-таки образуется нз цистеинов, пространственно сближенных, как описано выше.
Однако обе единицы не расположены на отдаленных частях цепи. Так, в ферредоксине из Рер!Ососсиз аегодепез одна группа образована с участием цнстеинов в положениях 8, 11, 14 н 45, в то время как атом железа второго центра скоординирован с цнстеинами 35, 38, 41 и 18. Как и во всех железосеракомплексах, в данном случае обе группы погружены внутрь белка, в связи с чем способ входа или выхода электронов при реакции с другими белками неясен. Эволюционно эта структура, возможно, представляет собой самый древний тип ферредоксина.
В обоих классах окисленная форма центра может быть представлена как Ге1'.Ге,', а восстановленная форма — как Гез+. ГЕГ. Отдельную группу составляют высокопотенциальныс железосеропротенды (ВПЖП), обнаруженные в некоторых бактериях, например у С)!готас(ит и Р. аегойепез. Они тоже содержат один илн два центра (Ге,54) на одну молекулу, но Ео может иметь значения более положительные, чем +300 мВ.
Структуру ВПЖП можно изобразить как Гез' Ге'+. Прн восстановлении этот центр может акцептировать только один электрон, принимая форму Ге"',+ Гео'. Железоцентр ВПЖП глубоко погружен в снльногидрофобную область молекулы. В растворителе, подобном дпметилсульфоксиду, ВПЖП ведет себя как обыкновенный ферредоксин н легко может быть восстановлен до состояния Гез+.Ге~+. Таким образом, в различных вилах организмов благодаря этим разнообразным, но родственным между собой железосеропротендным структурам становятся возмо44<ными значения Ео в интервале ат — 450 да +300 ИВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
