х случаях была детально изучена; хорошим примером может служить рассмотренная выше глюкозооксидаза. Меньше внимания уделяли акцептору; поскольку свободные флавины способны очень быстро реагировать с различными акцепторами, высказывались предположения, что так же реагируют и флаво-протеиды. Диксон [1113] на основании исследования двадцати флавопротеидных ферментов показал, что это не так; больше Половины из них либо слабо взаимодействовали с 02, либо вообще не реагировали с ним; примерно половина исследованных ферментов оказалась неспособной восстанавливать феррици-анид. Отмечена тенденция к отрицательной корреляции между способностями этих ферментов реагировать с двумя указанными акцепторами; однако D-аспартатоксидаза хорошо реагирует с обоими акцепторами, а дрожжевая D-лактатдегидрогеназа не реагирует ни с одним из них. Помимо хинонредуктазы лишь немногие флавопротеиды реагируют с хинонами; некоторые взаимодействуют с цитохромом или нитратом. Наиболее общим акцептором оказался дихлорфенолиндофенол, правда, некоторые флавопротеиды либо не реагируют с ним, либо реагируют очень медленно. Диксон приходит к заключению, что специфичность процесса окисления флавина, обусловленная белковым компонентом, может иметь большое значение в биологической функции флавопротеидов.

Оксидаза D-аминокислот (КФ 1.4.3.3)

Специфичность этого флавопротеида (из почек свиньи) была детально изучена Диксоном и Клеппе [1117]. Этот фермент Глава 6

очень специфичен к кислороду (акцептору). Величины Км. и V были определены для ряда аминокислот (доноров), акцептором являлся кислород; в результате удалось охарактеризовать влияние структуры субстрата как на сродство к ферменту, так и на реактивность. В этом исследовании было изучено также ингибирующее действие соответствующих гидрокси- и оксокис-лот.

В общем наблюдалась обратная зависимость между V и 1/Лм, т. е. у субстратов с высоким сродством наблюдалась тенденция к низкой реактивности, и наоборот; вместе с тем отмечено много исключений из этого правила. Влияние длины цепи в серии гомологов D-аминокислот на \/Кш было сходно с влиянием этого параметра на для соответствующих гидрокси-кислот и оксокислот; это является убедительным свидетельством того, что влияние на \/Км характеризует изменение сродства к аминокислотам. По мере увеличения длины цепи R-rpyn-пы D-аминокислоты (до 4—6 углеродных атомов) величина \/Кш возрастает до максимума, а при дальнейшем удлинении цепи снижается. Величина V ведет себя по-другому; она имеет два максимума: первый — при длине цепи 1 или 2 углеродных атома, и второй — при длине цепи 4 углеродных атома. Ароматические и гетероциклические аминокислоты также быстро окислялись, но сродство фермента к ним было значительно ниже, чем к лучшим алифатическим субстратам. L-аминокислоты совершенно не атаковались ферментом.

На основании этих результатов Диксон и Клеппе предложили схему активного центра оксидазы D-аминокислот, подобную той, которая была предложена для активного центра карбок-силэстеразы печени (с. 360—362). На одном конце центра находится положительно заряженная группа, взаимодействующая с карбоксильной группой субстрата; на другом конце расположен гидрофобный участок, связывающий алкильную цепь; каждая СНг-группа этой цепи вносит свой вклад в сродство. Гидрофобный участок может связывать и кольцевую структуру; он имеет, однако, ограниченную протяженность (по-видимому, из-за наличия полярных или объемных групп на границах), так что может связать фрагмент цепи, содержащий не больше четырех углеродных атомов. Ориентация связывающих групп обеспечивает надлежащий контакт аминогруппы и атома водорода, которые принадлежат сс-атому, со связанной флави-новой группой, катализирующей окисление.

МЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ

Метилтрансферазы, подобно дегидрогеназам, по-видимому, обладают высокой специфичностью в отношении обоих субстратов. Диметилтетин-гомоцистеин — метилтрансфераза (КФ

Специфичность действия ферментов 2.1.1.3) была изучена весьма детально Мо [3049], а также Да-реллом и др. [1179], которые использовали частично очищенные препараты фермента из печени лошади и печени крысы. В реакции, катализируемой этим ферментом, акцептором служит только L-гомоцистеин; реакция с D-изомером протекает очень медленно. Ряд других тиолов, включая глутатион, цисте-ин и меркаптоэтанол, оказались неактивными, так же как и го-моцистин, аминобутират, треонин и диметилглицин.

+

Лучшим донором является диметилтетин (CH3)2SCH2COOH, однако ряд других метилсульфониевых соединений также обладает некоторой активностью. Одна метальная группа может быть заменена этильной (что сопровождается некоторым снижением активности, но диэтилпроизводные совершенно неактивны, так как фермент способен переносить только метальные группы. Удлинение углеродной цепи между атомом серы и карбоксильной группой ведет к значительному уменьшению активности; некоторой активностью обладает метионинметилсуль-фоний. Сера не может быть заменена азотом. Небольшая активность, наблюдавшаяся в случае бетаина [2483], связана с действием другого специфичного фермента (КФ 2.1.1.5).

ТРАНСКЕТОЛАЗА И ТРАНСАЛЬДОЛАЗА

Транскетолаза (КФ 2.2.1.1) отличается весьма широкой специфичностью. Она катализирует реакции типа

Д—СНОН—СО—СН2ОН + R'—СНО =

= R—CHO + R'—СНОН—СО—СН2ОН, (6.4)

где R и R' могут быть представлены различными группами. От одного субстрата к другому переносится гликольальдегидная группа. В результате ранних работ с неочищенным препаратом фермента создалось впечатление, что в качестве донора может выступать D-рибулозо-б-фосфат; однако позднее было показано, что в препарате присутствовала эпимераза (КФ 5.1.3.1) и что истинным субстратом транскетолазной реакции является D-ксилулозо-б-фосфат [2039, 4431]. Известно, что донором могут служить следующие соединения: седогептулозо-7-фосфат, D-фруктозо-б-фосфат, D-ксилулозо-б-фосфат, а также (менее эффективно) октулозо-8-фосфат, L-эритрулоза и гидроксипиру-ват [1037]. За исключением гидроксипирувата, у всех известных субстратов-доноров гидроксильные группы при С-3 и С-4 находятся в транс-положении. В случае гидроксипирувата группа R донора с соседним водородным атомом «заменена» атомом кислорода, так что имеет место следующая реакция:

НООС—СО—СН2ОН + R'—СНО =

= C02-f-R'—СНОН—СО—СН3ОН. (6.5) Глава б

Таким образом, в присутствии подходящего альдегида-акцептора фермент действует в отношении гидроксипирувата как декарбоксилаза.

Трансальдолаза (КФ 2.2.1.2) катализирует реакцию типа

R—СНОН—СНОН—СО—СНаОН + R'—СНО =

=: R—СНО + R'—СНОН—СНОН—СО—СН2ОН. (6.6)

В этом случае переносится диоксиацетоновая группа. Установлено, что донорами могут служить: октулозо-8-фосфат, седогеп-тулозо-7-фосфат, фруктозо-б-фосфат, фруктоза, L-сорбозо-б-фосфат и эритрулоза [4891].

ГЛИКОЗИЛТРАНСФЕРАЗЫ

Некоторые из гликозилтрансфераз (подгруппа 2.4) специфически катализируют перенос гликозильной группы на неорганический фосфат или с неорганического фосфата (а также арсе-ната). В этих случаях реакцию можно рассматривать как фос-форолитическое расщепление (или соответственно синтез) гли-козидной связи и ферменты, катализирующие эти процессы, можно считать фосфорилазами. Типичная фосфорилазная реакция может быть представлена уравнением

A—G + P = A + G—Р, (6.7)

где G — гликозильная группа, Р — фосфат, А — акцептор гликозильной группы. Ниже мы рассмотрим специфичность фос-форилаз как по отношению к акцептору гликозильной группы (А), так и по отношению к самой гликозильной группе (G).

Насколько известно, отдельные фосфорилазы проявляют высокую степень специфичности по отношению к одной определенной гликозильной группе. Так, а-глюканфосфорилаза (КФ 2.4.1.1) катализирует перенос только a-D-глюкозила. В реакции, катализируемой мальтозофосфорилазой (КФ 2.4.1.8), гликозильная группа в ходе переноса подвергается инверсии, так что при одном направлении реакции фермент специфичен в отношении a-D-глюкозы, а при другом — в отношении e-D-глю-козного остатка.

В отношении природы акцептора гликозильной группы фосфорилазы также проявляют высокую специфичность, правда, не абсолютную. Так, для a-глюканфосфорилазы картофеля акцептором глюкозильной группы должна быть полисахаридная цепь, содержащая ие меньше четырех глюкозных остатков (хотя очень слабую активность можно обнаружить и у акцептора с тремя остатками) [238, 1409, 5026]. Глюкозильная группа под действием фермента переносится только к четвертому углеродному атому нередуцирующего концевого глюкозного остатка. Фермент хорошо действует лишь в том случае, если цепь со-

Специфичность действия ферментов держит только 1,4-а-глюкозидные связи. Так, на лихенин, имеющий 1,4-В-глюкозидные связи, и на декстран, имеющий 1,6-а-глюкозидные связи, фермент не действует [5026]. Фермент из картофеля расщепляет гликоген медленнее и менее полно, чем фермент из тканей животных [2806]. Декстрины с разветвленной цепью, образующиеся из амилопектина и содержащие одну или две 1,6-а-глюкозидные связи вместо 1,4-а-глюкозид