Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Ниже приведены краткие сведения о в>паминах, необходимых для обеспечения работы основных групп ферлюнтов, рассмотренн1лх ранее. Важнейшими коферментами, участву>ощими в большом числе окислнтельно-восстановительных реакций, являются .ннкотннамидные коферменты. Они могут образовываться исходя из триптофана (см ! 9.5), однако сам триптофаи является редкой аминокислотой и при его недостатке необходимо поступление в организм никотиновой кислоты в качестве витамина (витамин РР или 8>).
Суточная потребность в ней составляет 10 — 20 мг. Первая стадия ее утилизации- взаимодействие с 5 — фосфорибоэил-1-пирофосфатом — предшественником всех нуклеотидов; 1 О>РО ю о4-о4-о-+ ' ж' >~ОЧ 'О' ' ~~ ~СОО-+ РР он ои 4 !>е: йй н он йг Процесс катализируется иикотииат фоефорибозитнуонефеуа>ой с образованием 5-фосфорибоэил-1-никотниата (82). Затем следует реакция с ЛТФ, каталпэнруемая никотипатл>опонуклеотидадепилил п>раису>е!>азой Протопорфирин — органический компонент важного кофактора оксидоредуктаз, гема — необходим животным в значительных количествах, в первую очередь для получения гемоглобина, поэтому у всех животных, включая человека, функционирует система биосинтеза протопорфирина из недефицитных предшественнинов (см.
рис. 111, А' 9,5). Флавиновые нуклеотиды — кофакторы"целого ряда оксидоредуктаз — могут легко образоваться из рибофлаоииа (84); ОН ОН ОН ! сн -С вЂ” с-с — сн Он г г ,',ХХ,А. » Фосфорилирование 5-гидроксигруппы с помощью фермента рибофлаоии кииазы приводит к флавинмононуклеотиду, реакция последнего с ЛТФ, катализируемая ферментом ФМН-адеиилилтраиеферазой. и совершенно аналогичная реакции (15,47), приводит к флавинадениндинуклеотиду. Рибофлавин должен содержаться в продуктах питания и известен как зита иии В,, Суточная потребность человека в рибофлавине 1 — 3 мг. Кофактор окислительного декарбоксилировання а-кетокислот тиаминпирофосфат легко образуется у животных и человека из >пиа.пипа (85) НН, СН> Сн ! СН>СН>ОН НФ~ м ~+г С=С О О ! ОН ОН + РРР-Е!По ЪР -О~ ~О О Лйе ОН ОН !'Ау 4 у) нуклеотиду Ферменты, кпталнзируюнп>о это превращение, назытмот В>!Д-сими>е- тазажи: (1У>18) (15 49) 83+ РРР— Ае!о+ йй; — + ВАВ'+ Р— Ае!о(ЛА!е!>) + РР, 83 + РРР— Ае!о + 01в — > ВАВ' + Р— Айо(Л 51Ф) + 1'Р, + 0 ! в 55 и приводящая к образовашпо соединения (83), называемого де>а видо-ПАД Третья стадия, в которой в качестве донора й!!г-группы может нспользов>иься ми+ либо Пйе, либо узвьн>дная группа глутамппа, проводит к никотннамидаденипдп- во И Так как ее поставля>от находящиеся в кишечнике бактерии (Есо! 1), то острая 55 который является витамином (оита,аин В>) и для человека необходим в количестве 1 — 3 мг в сутки.
Тиамин превращается в тнаминпиросфосфат с помощью фермента тиа ииипирофоефат кипазь>, катализирующей перенос пирофосфатного фрагмента ЛТФ на 0"-группу тиамина. Для запершающей стадии окислнтельного декарбоксилирования а-кетокислот необходима липоеоал кислота, которую иногда называют оип>ал>виол !У. Синтез кофермента А в сравнительно небольшое число стадий может осуществ""ться у животных и человека исходя нэ пантотеиооой кислоты (86) — витамина В сн, НОСН>-~-СНОН СО-ЙНСН>СН СОО СН> СН ОН но Ф~ сн,он н,с (1У.50) (1У.51) НЗС сн он (У1.52) сн СН Н з С НО СНО сиаас-ретанаае 11-аас-ре< еаае Суточная потребность человека в паптотеновой кислоте 5 — 10 мг. Кофермент А образуется нз нее в следукэщей цепочке превращений; сп, 86 + РРР-А<(о — е г-ОзРОСИ вЂ” С-СИОП-СО-МПСпгСП 1СОО + Р!' — Ада ! сп, 87 (катализируется ферментом паитотскат кииазой), 82 + МП;СП(СНзПИ)СОО-+ РРР-Ссд— СПз — ОРОСИ -С вЂ СИОП вЂ-МПСО СПгСО-МИСП(СП 8П)СОО ! Спз 88 (катализируется ферментом фосфопаптогаеиоил<зистеии сиипасиэазо<г), сп ! 88 — е г ОзРОСпг — С СПОИ СΠ— МПСПгсПгсп — МИСПгспгпп + Спг ! сп 89 (катализируегся фосфопаитоп<еиоилцистеиа декорбоксилозой!.
Далее реакция с АТ<1э, аналогичная реакции (17.4Т), катализируемап пакгаогпеикфосфат адскилилтраисферазой, приводит к переносу остатка аденилата на 4'-фосфат (89) с образованием дефосфокофермента А, который после фосфорилирования дефосфокофсрзиенгп А кииазой по 3'-гидроксигруппе аденилового фрагмента дает кофермент А. Вторым важным кофермецтом класса трапсфераз являетсл тетрагидро<)юлат— переносчик одноуглеродпых фрагментов (см. з' 4.2), Он поступает в о!м.аппзм животных в виде фо.<иеоои кислошм (90): нн. н н нн ! г / н 'снг-нн-~~ ) со-нн-сн-сн сн соо- которая также является одним пз витаминов и необходима человеку в количестве 0,05 — 0,4 мг в сутки.
Большая группа аминотрансфераз и декарбоксплаз аминокислот содерэкпт в качестве кофактора пнридоксальфосфат. В организм животных для его образования должен поступать пиридоксвль, пирндоксаэшп илн пи!эидок<ип (9!) — оапек О.. Ниридоксин превращается в пиридоксальфосфат путем окисления МАРР' катализируемого пиридоксии 4-де<цдра<скорой, и фосфорилирования с участием аиридоксалькииазм. Кофактор карбоксплаз биотнн сам является витамином (оиша,иии В). Его суточная доза для человека 0,15 — 0,3 л<г. Как и в случа< паптотецоной кислоты, острый дефицит биотппа возникает лишь прп недостаточно эффективно работающей кишечной флоре, которая в норме производит бпотпн и обеспечивает потребности в ием организма хозяина.
Наряду с перечисленными соединениями, обеспечивающими потребности ферментативных превращений животных и человека, в малых количествах необходимы и некоторые другие вещества, такл<е относимые к категории витаминов. Например, оищал<ии Л вЂ” ретпнол (92 а) необходим для об!эазовапця репзипаз<я, который в сочетании с белком опсипом образует родопсин — зрительный пурпур, участвующий в,п<рвпчпом акте поглоц<енип света в фоторецепторных клетках глаза (палочках ц колбочках). Ретпнол окнсляется до ретннвлн с участием МАО' как окислителя с поающью ферл<ецта Репииол де<идро<еиазм. Рсщщаль в составе родопспца при действии света переходит из 11-чис-формы (92 б) в транс-форму (92 в): К витаминам традиционно относят также аскорбикооу<о кислоп<у (93' а) ока<аз<пи С, — которая ш вырабатывается прпматамп, в том шоле человеком, а ~мохе морскими свинками, по вырабатывается друпщп млекопцтшощиеш, Аскорби "новая кислота принимает участие в некоторых ваэкиых окшлптельпых процесса ак, например о качестве второго донора .злектронов прп окислении остатков ппо»,...
щается в дегидроаскорбиновую кислоту (93 б), которая восстапввлнвается де вскорбата с помощью специальной редуктазы: ОН НО -гн ын СНОН вЂ” СН ОН ууа 4.8. ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕ11ТОВ В МЕДИЦИПГ и г>иотехнологии Высокая каталнтическая активность, специфичность и рязпообразпе ферментов, их способность осуществлять биохимические превращения в мягких условиях, в том числе близких к физиологическим, открывают перспективу нх использования в качестве медицинских препаратов. Эти же особенности делает ферменты весьма привлекательными для осуществления различных технологических процессов.
Пищеварительные ферменты уже ряд лет используют в качестве препаратал для компенсации их недостаточности при некоторых заболеваниях желудочвскишечного тракта. Лекарственная <)юрма обычно содержит смесь ферментов— пепсина, трипспна, химотрнпсинз, а-ам<пазы, лппазы, !1ротеолптпческйе ферменты применяют для лечения осложненных реп и гпойпо-п<т ротпческпх процессов, поскольку они гидролпзуют денатурированные белки в ол<е1лтвевн<их тканях, в ьч же время мало звтрэгпвзя нативные впутрпкл<точпые белки, отделенные клетот ными мембранами н менее чуствптельпые к действ<по протезе благодаря компактной третичной структуре.
Некоторые специальные протеазы, например фермев< фибринезиэигь каталпзпрующий гпдролпз фибрипа — основного белка кровянегс сгустка, образующегося прн свертывании крош<, используют для рагсасыващи тромбов, возникающих в кровяном русле п угрожающих закупоркой кровепосвнз сосудов. Некоторые нуклеазы применяют для лечения вирусных заболеваш<й. Виру< ные нуклеиновые кислоты в составе ппфшшроваппых л леток, особенно в пе!лпез интенсивной репликацлш, транскрпшпш, бпоспнтеза щ<ру< йых белков, боли< доступны действшо нуклеаз, чем нуклепновые кислоты «леткл<, паходящп<тл преимущественно в виде комплексов с белкямп. 1!япрпмер, папкреатп <ескы РНКаза применяется для ле <еш<я такого т<ш,елого забоя<пения, как <ыкчцгве<' энцефалит Папкреатпческая ДП1<аза оказзлэсь эффективной прн лечении рл<нй заболеваний, вызываемых вирусом гери<се и вдеповпру<.ом.
Вследствие срвввв тельно небольших рвзл<еров этик ферментов онп пе вызывеют сильного л<л<л<унно го ответа, что позволяет использовать <равпптельпо дешевые препырвты, добн ваемые из поджелудо шых желез кругшого рогатого скота па мясокомбпнзтз' Анзлогичное прил<ененпе нашли нуклеазы и в борьбе с вирусами, порвлкаюпщле <<в животных. Например, эндонуклеаза нз лшкрооргвнпзма бсгго! <а июгс<эс<пв о<"' велась эффективной п1лотив вирусного парашча пчел, проносящего боя<" ущерб пчеловодству. В изином случае вслетствп< отс<тстш<я х пчгч <ш<в< виму иной системы стало возможным применение бактериального препарата, кетой ый можно получить в практически неограниченном количестве на зредприятиях микробиологической промышленности *.
На проведении реакций, катализируемых системами ферментов основаны многие кру р пномасштабные процессы в пищевой промьппленности. Классическим примером является получение этанола и содержащих его продуктов винно-водочной промышленности, в ходе которого дрожжи с помощью набора ферментов гликолиза (см. З 8 2) превращают сахар в пируват и далее при действии пируват декар боксилазы и алкогольдегидрогеназы — в этиловый спирт. В основе применения ра зличных видов молочнокислых бактерий в молочной промышленности лежит их способность осуществлять гликолиз и восстановление пирувата с поиощью лактатдегидрогеназы. Использование очищенных индивидуальных ферментов в промышленности длизельное время сдерживалось их дороговизной и невысокой устойчивостью.
Ситуация стала изменяться с появленннем ферментов, ижжобилнзооаннмг на нераствор имых носителях. Применение ферментов, достаточно прочно связанных (иммобилиэованных) с нерастворимыми полимерными материалами, прежде всего сделало процессы более технологичными. Появилась возможность использовать непрерывные процессы, основанные на пропускании раствора субстрата через колонку с иммобилизованным ферментом Исчезла проблема отделения прареагиревавших компонентов от фермента, резко повысилась эффективность использования фермента Оказалось также, что связывание с носителем часто повьппает термическую устойчивость фермента В случае протеаз иммобилиэация существенно, ослабляет взаимодействие между отдельными молекулами фермента, приводящее к самоперевариванию (автолизу), Предложено большое число разнообразных методов иммобилизации, основанных кзк на физической сорбции, так и на ковалентном присоединении белков к носитетям.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
