Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 78
Текст из файла (страница 78)
(О-!О), которые в биологических системах легко преврыцаются друг в друга. Активной формой витамина Вь является ниридоксальфасфалэ или его аминоформа-ннридакгаминфагфаап Пиридоксальфосфат представляет собой прочно связанную простетическую группу целого ряда ферментов, катализируюших реакции с участием аминокислот. К наиболее распространенным и хорошо изученным реак- Н (" Нне О НО СН,— Π— Р— 0 3~ .) НС О Н СОО СН, ) СН + ) С=О СОО' СОО Снх Š— 6 — С вЂ” Н+ )( н — с — р(н О СОО"' Аопнртат Окснлоапоглг Риа.
10-(О. Активные формы витамина В (Л1 коферментные формы этого нитхмине (Ь) н расклин перелминиронкних (В). В ходе этой реехпни пиродокснльфасфнт перенаант нминогруппу н активный нснтр ферменте. Поселены лис станин реакнии. Трхнсиминнм а ее прсстетнхсской группой юабреженн и лиух формах: Е -ф .СΠ— Н н Е-- ф--С(ХН )-- Н . циям такого типа относятся реакции нереаминирананил, в которых аминогруппа а-аминокислоты обратимо переносит- ГЛ. !О. ВИТАМИНЫ И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ КАК КОФАКТОРЫ ФЕРМЕНТОВ 283 ся на и-углеродный атом и-кетокислоты (рис. 10-10). В реакциях переаминирования, катят)ьзируемых гврансаыиназами, или аминатраиг(бгразани. прочно связанный пиридоксальфосфаг служит промежуточным переносчиком амнногруппы от ее донора--и-аминокислоты к акцептору и-кетокислоте. В процессе каталитического цикла трансаминаз аминогруппа вступающей в реакцию аминокисло) ы сначала переносится на связанный с ферментом пиридоксальфосфат.
Образовавшееся при этом аминопроизводное кофермента— пиридоксаминфосфаэ передаст затем аминогруппу второму субстрату а-кетокислотс и возврагнается в исхолную пиридоксальфосфатную форму. В подобных реакциях переаминирования могут участвовать самые разнообразные аминокислоты и а-кетаглу)пара)п, который играет роль универсального акцептора аминогрупп и в ходе реакции превращается в глучнаыинавута киглогн)- ключевой продукт метаболизма аминогрупп.
Трансаминазы обычно катализируют реакции <)вайного заиги)ения (реакции типа «пинг-понг»; разд. 9.Х). В таких реакциях аминогруппа переносится сначала с первого субстрата -аминокислоты - на кофермент, а затем происходи~ отделение образовавшейся а-кетокислоты от фермента; после этого с ферментом св)пывается второй субстрат -вступающая в реакцию з-кетокислота. При этом аминогрунпа переносится с пиридоксаминфосфата на второй субстрат.
10.9. Бнотип является активным компонентом бноцитнна простетнческой г руины некоторых ферментов, каталнзирующнх реакции карбокснлнрования В 1935 г. голландский биохимик Фритц Кегль получил в кристаллическом виде около 1 мг фактора роста дрожжевых клеток; для этого ему потребовалось 250 кг сухих яичных желтков. Впоследствии оказалось, что зто вещество необходимо также и для роста крыс, получавших с пищей большие количества сырого яичного белка.
Новый фактор роста был назван биав)ином Хотя куриные яйца представляют собой полезный во всех огне)пениях пищевой продукт и содержат биотин, при скармливанни животным сырых яичных белков в больших количествах у них развивается недостаточность биотина. Этот парадоксальный факт обьясняется тем. что в яичном белке содержится авш)ин — белок, который очень прочно связывает биотин, что препятствует всасыванию этого витамина в кишечнике. В биотин-зависимых ферментах молекула биотина ковалентно присоединена к ферментному белку при помощи амидной связи, в образовании которой учасгвуег с-аминогруппа реакционноспособного остатка лизина, находящегося в активном центре фермента.
Этот биаа)иниллизинавый остаток, называемый биоиищинам, может быть выделен из биотинсодержащих ферментов после их кислотного или ферментативного гидролиза (рис. 1О.11). Биотин играет роль переносчика карбоксильных (-"СОО ) групп во многих реакциях ферментативного карбоксилирования, протекающих с участием АТР. Карбоксильная группа кислоты обратимо связывается с атомом азота бициклической системы биотина.
В качестве примера биотин-зависимой реакции карбоксилирования можно привести реакцию, катализируемую лирува)нкарбаксилазой. в ходе которой из пирувата образуется оксалоацегат (рис. 1О-11). 10.10. Фолиевая кислота служит предшественником кофермента тетрвгидрофолиеяой кисиоты Фолиевая кислота (от лат.
«(ойпщ»вЂ” лист) впервые была выделена из листьев шпината. Она широко распространена в биологических системах. Молекула фолиевой кислоты состоит из трех основных компонентов: глутаминовай кисла)вы, л-аминабвнзойнай «исламы и гетероциклического конденсированного соединения птеридина (рис. 10-12).
Недостаток фолиевой кислоты, известной часть !. БНОмОлекулы Би отан л Биоцитин (остаток биотиииллизина). Ровкциояноспоссбнаа группа вы(мле!га красным цветом О н 11 'ч," Г ~ Й 'х," /Полипептилная С С цепь фермента 1, СНз 1 СН, Остаток лизина СН, 1 СН, 1 НН ! ~ Пируваткар- боксилвза АОР Р, СОО 1 СН, С=О Оксаловцатат СОО Молеку- ла био- тина Реакциопиоспособная группа В также пол названием ннзероилглуншлгиноасй кислоты, приводит к развитию анемии.
Сама по себе фолиевая кислота не обладает коферментиой активностью; однако она ферментатнвно восстанавливается в тканях в нжпзуагиг)рсфолиеаую СН, 1 СН. СН, /"- Н вЂ” С вЂ” ХН Б С=О / СН,— С вЂ” НН Н К 1 Н СН вЂ” С вЂ” ХН / Я С=-О / СН,— С вЂ” Х Н СОО В АТР НСО; + СН С=О Пируват СОО Рис. 10-11. Биотки (Л1 и но актиаиая форма-биоцитии (Б), играюший роль простстичсской группы некОторых фсрмыпов, каталязируюших реакции карбоксилироваяиа В. В биотии-зависимых рсакпиях «арбоксилирокаяия в «ачсствс промежуточного сослиасаия образуется Х.карбоксипрокзволиос биоцитияа.
Пояазаиа только пикличсскаа система биоцлткиа, Г. Карбоксялировалис пирувата с образоваяисм оксалоацстата — кажная ставил биосиитсза глюкозы из пяруявгь Раыщию кктвлвзяруст биотии-зависимый фсрысит пирукаткарбоксклаза. кисло!ну (ГНа), которая и является активным коферментом. Тетрагидрофолат играет роль промежуточного переносчика одноуглсродных групп во многих сложных ферментативных реакциях. К таким группам, переносимым от одной ГЛ. 1О. ВИТАМИНЫ И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ КАК КОФАКТОРЫ ФЕРМЕНТОВ 285 Фолнеаая кислота ОН 1 О с х l=~ 1! Х. С "С вЂ” СН,— Х~ У-С вЂ” Х вЂ” С вЂ” СН,— СН,— СООН и ~~» н н,х — с с сн соон Х М~ Производное птеридинв я-Аминобенэоа- Глутаминоввя кислота ная кислота Тетрагидрофолат.
Коферментиая форма фолиевоц кислоты. Четыре дополнительных атома водорода выделены красным цветом он н 1 1 о с ьх ь ь „,т=т 1! н х " с с — сн,— х-~ )-с — х-с — сн,— сн,— соо- Х,'Х'"- метилентетраги1фофолат. Присоединенная метиленовая группа выделена красным цветом он 1 снл о Хг С "С вЂ” СН вЂ” Х-( ) — С вЂ” Х вЂ” С вЂ” СН,— СН,— СОО Н1 * ~~ / н 1 н Одноуглеродные группы, переносимые ферментами, для функционирования которых необходим тетрагидрофолат н 1 н ! — сн, — с— 1 н Мети льнаи Меп1 лена вая Рнс. 10-1Х Фолисваи кислота, сс кофсрмснтнвя фарма тстрлгидрофолат н мствлюггстрвгцпрофоллт, Мстнлсновкя группа -одни ил пяти рвяличныл ояноуглсропных групп, которые могут переноситься посредствам тстрягидрофольть.
молекулы к другой, относятся метильнал (--СНл), лгеьпиленолая ( — СНл — ), мапенильная ( — -СН вЂ” — ), 4ормильная ( — СНО) н о)ормиминагрупна ( — СН=)ХН) — с — н — с — н 11 о ХН Формнльная Формиминогруппа (рис. 10-12). Характерный пример такой реакции приведен на рис. 10-13. Восстановление фолиевой кислоты до ее активной формы — тстрагидрофолата-происходит в два этапа путем последовательного присоединения к молекуле двух пар водородных атомов. Второй этап †реакц, каталнзируемая дигидра1балснпредукьнаэой;эФфективно ингнбнруется лекарственными препаратами, используемыми при терапии некоторых 206 ЧАСТЬ 1 БИОМОЛЕКУЛЫ О !1 С нн-' "сн 1 О=С СН Х з(изокси уридилит ΠΠ— Р— Π— С 1 О ОН Н Н~уй~~-мнтилннтзрн и гидзофолнт Д!гилро фонит О 11 НН С вЂ” СНз О= — С СН йнзокситиьзидклкт О ! Π— Р— О— 11 О ОН Н Рис.
!О-13. Роль Нз, Н|о-мотимнтетрвтилрофо- лвтв (рис. !0-12) квк донорв мегильной труппы в фврментктивном синтезе тимидиловой кисло- ты отроитольното блока ДНК. Вновь встровн- ивк мктильнвк группа выллллнв красным цветом. О у4Н з» ~~ — С Он Н,Н-~» к — Б — НН, / з, — 11 О Рис. 10-!А Сколотил в отровнии и-вминобензойной кислоты и сульфвнилвмидв- конкурентного ингибщорв формлнтной онп о- мы, включающей л-вмннобензовт в фолитвую киолоту. и-Аминобннзойнил кислота форм рака.
Поскольку гидрофолат необходим при биосннтезе памидилавой кислап!ы (одного из строительных блоков ДНК), этн лекарственные препараты ингибируют процесс репликацин ДНК в быстро растущих раковых клетках. Некоторые бактерии не нуждаются в экзогенной фолневой кислоте как факторе роста, так как они сами могут ее синтезировать из и-аминобенуойной кисло!им †одно из компонентов фолиевой кислоты. Следовательно, и-амннобензойная кислота играет роль витамина для таких бактерий. Это открытие оказалось очень ценным, потому что оно позволило понять механизм лействия сулвфанилпмидд-важного лекарственного препарата, ингибирующего рост патогенных бактерий, нуждающихся в и-амннобензойной кислоте. На рис. 10-14 показано, что н-амннобензойная кислота н сульфаниламид очень сходны по своей структуре. Благодаря ~акому сходству сульфаниламнд может конкурировать с н-аминобензоатом в процессе ферментатнвного синтеза фолиевой кислоты.
10.(д. Витамин В,зпредшественник кофермента В,з Витамин В, т — самый сложный из витаминов-имеет не совсем обычную историю. В 192б г. два американских врача Джордж Мино и Уильям Мэрфи обяаружили, что включение в пищевой рацион больших количеств полусырой печени оказывает лечебное действие прн злокачественной анемни — тяжелом заболевании, которое часто приводит к летальному исходу. У животных не наблюдается аналогичного заболевания. Ощутимых успехов в выделении из печени антианемнческого фактора улалось достичь лишь в конце 40-х годов, когда Мэри Шорб обнаружила один вид бактерий, рост которых зависел от этого фактора.
Таким образом, скорость раста бактерий можно было использовать в качестве простого и быстрого теста для оценки содержания активного фактора. В 1948 г. Э. Лестер Смит (Англия), а также Эдвард Рнкес н Карл Фолкерс (США) получили витамин В„в кристаллическом виде. 10. ВИТАМИНЫ И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ КАК КОФАКТОРЫ ФЕРМЕНТОВ 2ВТ Рис. (0-)5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
