Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Затсл< при действии специального <)зе!зл<еита — диззел<ви<дилка!>боксивевн<идиом — происходит отщеплеиие С-коицевого динецтида, что ириводит к образованию ангиотензнна 11. И наконец, чтобы выключить д<чютвис аигиотш<зина, в крови существует специальная гидролаза — вролиикарбокст<сищидаэа, которал специфично катализируег <т<дролптическое отщенлеиие С-коицщюй аминокислоты, если она расн<люжепв после остатка иро:шиа. С иол<ощ<,ю этого фермента происходит отщеплсш<е от аигиотеизипа 11 С-концевого фгпилгшанииа, что приводит к ииактивации (в связи с иаиравлсииостыо <го бнолоп< некого действия нл ангиотензин этот фермент иазывщот так<хе ангиотепзииазой) Наряду с из:юзкснным выше гидролазы выполняют широкий спектр других биолог<шеских функций.
Некоторые прим< ры зже привод<шись — зто ацетилхолииэстераза, п<;цзолизуюп<ня избыточный ац< п<лхолип нос:и переда и< с его помощью возбшкдгиия в спищпс, и зависимая от ионов папий< и каиш алеио- зинтрифосфатаэа, катализирующая гидролиз ЛТФ, соцрях<епный с переносом ионов калия и натрия через мембрану. Многие примеры будут приведены в ходе дальней щего изложен ия курса 4.4. ЛИЛЗ!й Ферменты четвертого класса, <иазы, катализируют в одном направлении негидролитическое расщепление субстрата с образованием кратной связи или, реже, цикла, а в другом направлении — присоединение по кратной связи.
Примером фермента этого класса может служить упоминавшаяся в э 1,1 карбоаигидраза, катализирующая реакцшо ИО Соа + И Соз + И 0 (1Ч.27) СИ СОСОΠ— СпэСИ0 + СО + и' (1Ч 28) Эта реакция предшествует заключительной стадии спиртового брожения — восстановлеии<о ацетачьд<пща до этакола (см. 3 6.1). <)зе!зл<еиты рассматриваемого подподкласса обычно называет д<карбоксилаэил<и. П!зевраи<е~и<е (1Ч.28) катализирустся в соответствии с атил< иируоат декорбоксияаэой, Понутио следует отметить, что этот фермент содержит в качестве кофю<тора тинлшнпирофосфат и, следовательно, иа первом этаке иируват декарбоксилаза функционирует аналогично ш<руват дсгидрогенаэе. Однако иа иослсдией стадии происходит гидролиз ла<с<и<<ного <шьдегидвЗ (67 н) с освобо,кдонием ацетальдеп<да и регенерацией акп<щюй формы тиамиинирофосфата: ~из +гав=С- НзСЛЗз й ~' + СН СНО ~С-5 "з жС вЂ” СН,— -СН;(ч С вЂ” $ и хс — СН, НО ЙТ 29) Существует довольно болыиая группа ферментов, катализирующих декарбоксилировюшс а-аминокислот г образованием соответствующих аминов: +и< ЯСНСОΠ— йСнзл)нз + С02 мн При разрыве <вязи С вЂ” 0 возшисает вторая кратная связь и образуется молекула со .
Лиаэы классифицируются ио типу разрываемой связи. Подкпасс 4.1 образуют С-С-лиазы, подкласс 4.2 — С вЂ” 0-лиазы, подкласс 4.3 — С вЂ” Х-лиазы и т. д. Систематическое название фермента складывается из названия расщепляемого субстрата, названия отщепляемого фрагмента и слова 4лиаза>. Например, карбоаигидразу рассматривают как фермент, способствующий отщеплеиию воды, и систематическое название фермента — карбонат гидролпаза. Большой подподкласс С вЂ” С-лиаз составляют фермеить<, ккка.шзирую<цие отщеилеиие С0 от карбоновых кислот. Например, ири еииртовом брожении ш<руват, образующийся ири окн<лительиой деструкции глюкозы, декарбоксилируется по реакции П П о этому пути образуются многие важные физиологически активные соединенн (апример, прн декарбоксилировании С-глутамнновой кислоты под действиеи елутажат декарбоксилазы образуется 7-а иииожаслянал кислота — важный ней ромедиатор, функционирующий в первую очередь в мозге.
у-Аминобутират действует на специальные рецепторы, находящиеся нц мембране нейрона, воспринимающего сигнал через сннапс (постсинаптическая мембрана), причем результатом взаимодействия с этими рецепторами является увеличение проницаемости постсинаптической мембраны для ионов калия. Поскольку нормальная передача возбуждения через сннапс приводит к открытию каналов для ионов натрия, в результате которого и возникает потенциал действия (см.
1 2.1), то 7-аминобутнрат, организующий встречный поток ионов калия через постсинаптическую мембрану, противодействует передаче сигнала, т. е. является нейромедиатором, тормозящни передачу нервного возбуждения. Другой фермент этой же группы — декарбаксилаза аралгатических алгинокислат — участвует в декарбоксилировании 3,4-дноксифенилананина, продукта гндроксилнрования тирозина, что приводит к образованию 3,4- с ф диок ифеннлэтиламина, промежуточного соединения в системе гормона адренэлина (см. 1 2.5). Декарбоксилазы аминокислот в большинстве своем являются пиридоксалевыми ферментами. Выделение Саг происходит через такое же промежуточное об а- Р зование основания Шиффа между пиридоксальфосфатом и аминокислотой, как в случае реакций переаминирования (см. 1 4,2).
Направление химического превращения — отщепление Саг либо изомеризация с образованием основания Шиффа— производного пиридоксампна и а-кетокислоты — определяется природой белка, т. е. апофермента. Па этом примере можно еще раз убедиться в том, что белковый компонент комплекса организует и направляет работу кофермента. Здесь уместно добавить, что и серппгидроксиметилтрансфераза, рассмотренная в 1 4.2, также является пиридоксалевым ферментом, но структура апофермента предопределяет течение процесса в направлении разрыва связи С -С . а д' По по класс 4.1.2 д дкласс 4.1.2 — альдегидлиазы — ферменты, катализирующие разрыв С-С-связи, сопровождающийся возникновением эльдегидной группы. Например, в цепи ферментативных реакций, ведущих к превращению глюкозы в трехуглеродные фрагменты, разрыв шестнуглеродной цепи происходит на стадии превраще-" осфоглицериновый зльдегнд и дигидроксиацетонния Фруктозо-!,б-дифосфата в 3-ф фосфат по реакции СН2СНОНСНОНСНОНССН ОРО 20 РОСН 4) г 2 2СНОНС,, + Н + СНганССн Ораз Н г 2 0 Этот п оцесс к типизируется ФеРментом, известным под названием или фр ктазалифа фру дзфосфат алъдалазы, которая, как видно из приведенного химического уравнения процесса, является альдегпдлиазой.
Рекомендованное название фер тем, что в обратном направлении он катализирует альдольфеомента связано с ную конденсацию. Превращение (1Ч.З1) обратимо и является важным звеном как при деструкции, так и прн синтезе люпосахаридов. В качестве еше одного важного примера С-С-лиаз приведем фермент читуаиг гла азу кагзлизирующую присоединение ацегильиого фрагме а аце Ф Р нанта д по карбонильной группе оксалацетата с образованием лимонной кислоты. Процесс сопровождается гидролизом тиоэфирной группы, связывающей карбоксиметильный фрагмент, произошедший из ацетильной группы, с коферментом Е Содб-СОСН,+ ООСССН2СОО + Н20 Ой ' СН,СОО + СодЗН +-ООСС-СН,СОО (+Н ' 1 ОН (1НУг) Гиаролиазы, относящиеся к подклассу 4.2, чаще всего катализируют присоединение воды по двойной связи нли реакции дегидратаци др и ги оксисоединений с об азованием двойной связи.
например, таким образом р р п оисходит п евращение разова ф та в малат (соль яблочной кислоты), катализируе фу р мое ф жа атгиуратазой фумарата в м (по систематической номенклатуре мзиаттидролиаза): оосснкнаа. + н,а — -аассн(ан)сн,сао- (1У.ЗЗ) 0 0 О А бе 0 — Р-0 — Р-ОН + 0 ( ) Н Н )УУ4 -о -о 0 р ан / "0 0 0 0 Абе -О-Ч О вЂ” Р— Π— Р-О О , е— ! 1 1 0 0 0 ОН ОН 4.5. ИЗОМЕРЛЗЫ изажеразы — ферменты, катализирующие различные процессы изомернзацин. ПеРвый подкласс составляют различные ферменты, с помощью которых осуществляется обращение конфигурации при хиральном атоме С.
Если такой центр в молекуле субстрата один, то происходит обращение конфигурации молекулы в целом. Поскольку оптические изомеры термодинамически эквивалентны (по "Райней мере, в отсутствие других хирапьных молекул, способных давать комплекс предпочтительно с одним из энантиомеров), то фермент в равной мере каталнзирует об ащение конфигурации в обоих направлениях и конечным итогом Р действия такого фермента является образование рацемической смеси. Поэтому такие ферменты называют Равелгазали.
Если в молекуле имеется несколько хиральных атомов С, то обращение конфигурации при одном из ннх приводит к образованию нового диастереомер . Р- ме а. Фе Менты, катализирующие такие процессы, называют зпи иеразалги. Р ни иг ают В качестве примера реакции, катализируемой лиазой, приводящей к образованию цикла, можно привести адеиилат Чиклазу — фермент, катализирующий превращение АТФ в циклический адеиозин-3',5'-чиклофосфат (77) (АТФ-пирофос-' фатлиаза циклизующая) — соединение, участвующее в регуляции больпюго числа биохимических процессов (см. 1 10.2): важную роль во взаимопревращениях сахаров.
В качестве примера можно привес ти й-риоулоэо-5-фоефат-у-эпилееразу, каталнзирующую взаимопревращение рябу лозо-5-фосфата и ксилулозо-5-фосфата: Некоторые из таких превращений происходят на уровне соответствующих нуклеозиддифосфатсахаров. Так, в образовании и деструкции гвлактоэы — компонента молочного сахара лактозы — ключевым превращением является процесс, катализируемый УДФ-елюкозо-4-зпилеераэой; НО НО 0 О- -О-Р-0 ОН 0 0 ОН Он ОН ОН Отдельный подкласс образуют ферменты, катализирующие иис-трапе-изомеризацию (подкласс 5.2).
К подкласс 5.3 у . относятся ферменты, катализирующие внутримолекулярныо процессы окисления — восстановления, в частности катализир ю ирующие взаимопревращения альдоз и кетов. Примером может служить елюкозо-6-фосфат изолераэа, катализирующая взаимопревращение глюкозо-6-фосфата и фруктово-б-фосфата: о з РО НО 0 ЕРО О -он ОН ОН НО ОН !!е: Х7! ОН ОН Это прев а ение яв р щ, ляется одним из этапов на пути окислительной и анаэробной деструкции глюкозы, гликогена и крахмала, непосредственно следующее за образованием глюкозо-б-фосфата. Подкласс 5.4 об аз р уют ферменты, катализирующие внутримолекуллрный перенос различных фрагментов.
Например, при деструкции кислот с разветвленным углеродным скел м сто на одной из заключительных стадий происходит изо- 148 СН ОН С=О Н-С-ОН ! Н С вЂ” ОН СнзО Роз сн — он ! НО-С вЂ” Н ! Н С вЂ” ОН СНзОРО ! Н НО О 0 ОН О Р-О-Р-О О Огп )! ! ОН меризация метилмалоновой кислоты в янтарную. При этом изомеризацни подвер- аются не сама кислота, а соответствующее производное кофермента А: СНз Сод5-СОСНСОО СоА5-СОСНзСНзСОО Процесс катализируется Я-леетил иалопил-СоА леутазой. Этот фермент, как и некоторые другие ферменты, катализирующие изомернзацию углеродного скелета, использует в качестве кофактора кобаламин (кобамидный кофермент, см,э2.6). Следует отметить, что не все биохимические процессы, итогом которых является изомеризация, катализируются изомеразамн. Так, изомеризация лимонной кислоты в изолимонную происходит при участии лиаэы, катализирующей реакции гидратации аконитовой кислоты и дегидратации лимонной и изолимонной кислот, — акоиитаза или цитрат (изоцитрат) гидролиаза; ~не СОО СН,СОО СН,СОО НО С СОО Нзо + ~-СОО Сн-СОО СН,СОО СН-СОО Н01 Н-СОО /й! уу) Взаимопревращения нзомерных глюкозо-1-фосфата и глюкозо-6-фосфата происходят с участием фермента, катализирующего перенос остатка фосфорной кислоты с 1- или -б-гндрокснгруппы глеокозо-1,6-дифосфата соответственно на 6-ВН-группу глюкозо-1-фосфата или на 1-0!1-группу глюкозо-6-фосфата: з 1 ! 'О,Р + ОРОз ОН Фермент, строго говоря, работает как трапсфераза, однако его классифицируют как нзомеразу и он имеет рекомендованное название фосфоелюколеутаэа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
