Биологический каталог




Основы биохимии. Том 1

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

иптофан Формил-L-кинуренин 167 000 Гем Печень крысы

L -Триптофан Формил- L-кинуренин 120 000 Гем Кишечник кролика

Катехин (<мс,1(«с-Муконовая кислота 90 000 2Fe3+ Pseudomonas

Протокатсховая кислота ?-Карбоксимуконовая кислота 700 000 8Fe3+ »

Катехин Полуальдстнд а-оксиму-коновой кислоты 1-10 000 4Fe2+ »

Гомогентизиновая кис- Малеилацетоацетат 380 000 nFc2+ Печень

лота

Цистой мин Гипотаурин 83 000 2Fe3+ »

Ненасыщенные жирные Пероксиды жирных кис- 102 000 Fe2 + Соевые бобы

кислоты лот

п-Оксифонилпировнно- Гомогентизиновая кис- 100 000 2Fe2+ Печень человека

градыая кислота лота

—X—Pro—Gly— -X—НуРго—Gly— (110 000)„ Fe2+, а-кетоглутарат Кожа новорожденных

-X-Lys—Gly— —X—HyLys-Gly— 200 000 Fe2+, а-кетоглутарат Куриный эмбрион

у-Бутнробитаин Карпитин Fe2+, а-кетоглутарат Печень

Тимин 5-Оксиурацил Fe2+, а-кетоглутарат l$eurospora crassa

510

III. МЕТАБОЛИЗМ

аскорбат ВегиЭроаскорбагл

Рис. 13.17. Роль аскорбата в каталитическом цикле допамин — монооксигеназа.

номеров (мол. масса 75 000) фермента образуются при участии днсульфидных мостиков, а два таких димера, связываясь некова-лентно, образуют тетрамер. Каждый мономер, по-видимому, содержит один атом Си, который восстанавливается аскорбатом, а затем окисляется, как показано на рис. 13.17.

13.6.5.2. Фено монооксигеназы (фенолаза, тирозиназа, крезолаза)

Эти ферменты имеются у бактерий, растений, насекомых, а также в печени и коже млекопитающих. Механизм катализируемых этими ферментами реакций, по существу, сходен с механизмом действия допамин-оксигеназы, но отличается одной уникальной особенностью: промежуточный продукт, о-оксибензол, служит в качестве восстановителя для Си2+ во втором цикле, что сопровождается образованием о-хинона. Полимеризация о-хинона лежит в основе образования меланина.

13.6.5.3. Флавопротеидные монооксигеназы

Это самая обширная группа монооксигеназ. Действие многих ферментов этой группы, по-видимому, включает последовательные стадии, в которых восстановитель переводит флавин в дигидро-форму, восстанавливающую 02 до Н202, а затем фермент-флавин-пероксидный комплекс гидроксилирует субстрат.

В очень маленьком подклассе этих ферментов, обнаруженных только в бактериях, субстрат, который оксигенируется, одновременно и восстанавливает фермент. Первой из этого подкласса стала известна лактат — монооксигеназа из Mycobacterium. В этом случае лактат восстанавливает FMN фермента (мол. масса 300 000), окисляясь до пирувата. Последний не отделяется от фермента, но в присутствии 02 окисляется до ацетата и С02. Если используется 1802, то один атом кислорода находят в карбоксильной группе

13. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. II 511

ацетата, а другой — в молекуле воды. Лизин- и аргинин — моно-оксигеназы имеют сходные механизмы действия.

Большинство флавопротеидных монооксигеназ функционируют с внешним восстановителем: либо с NADH, либо с NADPH. Последовательность реакций, по-видимому, включает восстановление флавина за счет NADH и аутоокисление восстановленного флави-на с образованием флавинпероксидного комплекса, который затем гидроксилирует субстрат, например салицилат, с образованием катехина и С02. Удивительная особенность этих ферментов состоит в том, что субстрат, который должен гидроксилироваться, является мошным положительным эффектором для восстановления флавина пиридиннуклеотидом, т. е. реакции, которая протекает с меньшей скоростью в отсутствие субстрата. Благодаря этому устройству фермент функционирует только в том случае, если имеется в наличии субстрат, который предстоит оксигенировать, и поэтому не происходит бесцельного окисления NADH или NADPH. Среди нескольких таких ферментов, обнаруженных у млекопитающих, интерес представляет микросомальный фермент, который гидроксилирует ?-метиланилин на атоме N.

13.6.5.4. Монооксигеназы, использующие птерин

В реакциях, катализируемых небольшой группой монооксигеназ, роль флавиннуклеотида принимает на себя тетрагидробиопте-рин, образующийся в результате восстановления дигидробиопте-рина за счет NADPH.

теглрагиаробиопгперин ЗиГиЗробиоптерин

Тетрагидробиоптерин — восстановитель для молекулярного кислорода в процессах встраивания кислорода в молекулы таких субстратов, как фенилаланин, тирозин и триптофан (в печени). Фенилаланин-монооксигеназа печени не может катализировать восстановление дигидробиоптерина; эта реакция катализируется особым ферментом — дигидробиоптеринредуктазой.

NADPH -(- дигидробиоптерин -*¦ NADP+ + тетрагидробиоптерин (1)

тетрагидробиоптерин + фенилаланин -j- 02 -*·

-»¦ дигидробиоптерин -(- тирозин + Н20 (2)

III. МЕТАБОЛИЗМ

В отличие от восстановленных флавиннуклеотидов тетрагид-робиоптерин самопроизвольно очень медленно реагирует с 02, так что скорость образования функционально активной Нг02 должна была бы ограничивать процесс, если бы не присутствие Fe3+ в белке. (Флавопротеидные монооксигеназы не содержат ионов железа.) Для того чтобы скорость катализируемой фенилаланин — мо-ноокснгеназой реакции была близка к Vmax, требуется присутствие лизофосфатидилхолина. Фермент, по-видимому, фосфорили-рован; дефосфорнлнрованная форма относительно неактивна. Сходными характеристиками отличаются механизмы действия других утилизирующих птерин ферментов.

В табл. 13.9 перечислены свойства некоторых монооксигеназ.

13.6.6. Реакции введения одного атома кислорода, катализируемые цитохромом Р450

В имеющем широкое распространение механизме гидроксилирования путем введения одного атома кислорода функциональный атом железа находится в гемовой группе аутооксидабельного цитохрома, способного также связывать СО. Йз-за необычного максимума поглощения СО-соединения при 450 нм эта группа ферментов была названа цитохромами Р45о- Они обнаруживаются в мембранах печеночной эндоплазматической сети, в митохондриях коры надпочечников, в почечной щеточной кайме и в плазматических мембранах различных бактерий. Катализируемая реакция в принципе такая же, как и у всех других монооксигеназ.

МН + Оа + 2е + 2Н+ -»- МОН + НаО

Оксигенированию подвергаются весьма разнообразные продукты метаболизма, в том числе ?-СНз-группы какого-либо алкана или жирной кислоты, углеродные атомы кольца стероидов или камфоры, полициклические ароматические ядра бензопирена или метил-холантрена, фенобарбитал или ?-алкильные заместители у различных вторичных или третичных аминов.

Цитохромы Р450 из печени относятся к числу индуцируемых ферментов; это означает, что количество присутствующего фермента может увеличиваться в 25 раз при введении одного из многочисленных чужеродных соединений, например фенобарбитала, ме-тнлхолантрена или ДДТ. Субстратная специфичность печеночного цитохрома Р450 неясна, так как неизвестно, сколько отдельных ферментов он включает. Фенобарбитал индуцирует три иммунологиче-ски различаемых цитохрома Р450 (мол. масса 48 000), из которых для одного известна полная последовательность, тогда как метил-холантрен индуцирует один цитохром Р448 (мол. масса 53 000). Су-

Таблица 13.9 Некоторые монооксигеназы

Субстрат Продукт Молекулярная масса Простетичеехая группа Источник

Допамин Норэпинефрнн 300 ООО Си Хром-аффинная ткань

Фенолы о-Дифенолы и о-хиноны 125 000 Си Грибы

Лактат Ацетат + С02 300 000 FMN Mycobacterium

Лизин 6-Аминовалерамид 2-10 000 FAD Pseudomonas fluorescens

Аргинин ?-Гуанидинбутирамид FAD Streptomyces griseus

Салицилат (NADH) Катехин + С02 91 000 FAD Почвенная бактерия

/г-Оксибензоат (NADPH) 3,4-Оксибензоат 90 000 FAD Pseudomonas putida

Фенол (NADPH) Катехин 150 000 FAD Trichosporon cutaneum

?-Метиланилин ?-метилфенилгидроксиламин 500 000 FAD Микросомы печени свиньи

L-Кинурснин З-Окси-Ь-кинурении FAD Митохондрии печени крысы

L-Феиилаланин I,-Тирозин 100 000 Fe3+; биоптерин Печень

L-Тирозин L-Допа Fe3+; биоптерин Хром-аффинная ткань

L-Триптофан 5-Окситриптофан 30 000 Fe3+; биоптерин Печень, шишковидная

железа

514

III. МЕТАБОЛИЗМ

шествует по крайней мере три четко выраженных печеночных фермента, которые катализируют гидроксилирование стероида За,17р-дезоксн-5-андростана, а именно в положениях 2а и 18, в положениях 12?, 15? и 16? и в положении 15? 3,17-дисульфат-лого эфира этого стероида. Эти гидроксилирующие ферменты сообща обезвреживают различные чужеродные соединения, а также лимитируют время, в течение которого могут сохранять свою активность различные наркотики. Не все соединения, играющие роль субстратов, являются эффективными индукторами. Лечение некоторых форм острой интоксикации может быть облегчено введением индуктора, который в этом случае вообще безвреден. На практике для этой цели применяли ДДТ.

Свойства этих ферментов могут сильно меняться при извлечении их из липидной среды, при этом они часто переходят в форму, полоса Соре которой смещена с 450 до 420 нм. Поэтому большинство экспериментов по изучению цитохромов Р450 проводят с мнк-росомальными препаратами. Спектр поглощения цитохромов Р450 соответствует таковому для цитохрома Ь-типа. Спектр ЭПР указывает на то, что пятым лигандом для гемового железа может быть цистенновая сера.

Восстановителем, который необходим для функционирования этих ферментов, служит микросомальный флавопротеидцито-. хром Р45о — редуктаза (мол. масса 78000), образование которого индуцируется теми же агентами. Этот фермент богат гидрофобными остатками, что согласуется с его расположением в мембране'. В очищенном виде он хорошо функционирует только при добавле-. нии фосфатидилхолина. В одной молекуле фермента содержится один FAD и один FMN; фермент катализирует перенос электронов от NADPH к цнтохрому Р450. Каталитический цикл, по-видимому, таков:

NADPH FADH-FMNH-NADP+ A EADH2—FMNH2 S ^ P450-Fe3+

?0 для флавопротеида в этом цикле составляет —370 мВ.

Цитохромы Р450 коры надпочечников находятся в митохондриальной мембране

страница 101
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 1" (7.28Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(17.09.2019)