Cтраница 2
Кодегидро-гсназы - участвуют в важнейших для клеточного обмена процессах переноса водорода в качестве К. Флавиновые коферменты ( флавинмононуклеотид и флавинадениндинуклеотид) - участвуют в процессах переноса водорода в качестве простетич. [16]
Флавиновые коферменты), пиридоксальфосфат, железопорфирины ( гемы), тиаминдифосфат и биотин. [17]
Главная функция флавопротеидов в цепи окислительно-восстановительных реакций организма состоит в переносе электронов ( и водорода) от восстановленных никотинамидных кофер-ментов и от сукцината к цитохромам. Однако, как мы видели на примере глкжозоксидазы, флавиновые коферменты могут выполнять и другие биологически важные реакции ферментативного окисления. Некоторые флавиновые ферменты ( ксанти-ноксидаза и др.) содержат с ФМН и ФАД комплексно связанные металлы с переходной валентностью, например молибден или железо. В чем состоит роль этих металлов в действии флавопротеидов такого типа, еще мало известно. [18]
Дегндрогеназы - ферменты, отщепляющие атомы водорода или электроны от органических субстратов и переносящие их на какой-либо акцептор, кроме кислорода. Акцепторами электронов в цепи окислительно-восстановительных реакций, катализируемых дегндрогеназами, являются никотннамидные и флавиновые коферменты. Если фермент катализирует реакцию отщепления водорода непосредственно от окисляемого вещества ( первичного субстрата), то его называют первичной д е г и д - рогеназой. [19]
Изучение алкилированных производных показало, что флави-новые радикалы типа ( 23) имеют синюю окраску ( Я макс 580 нм) и относительно стабильны, в то время как радикалы типа ( 24) - красного цвета ( A MaKC - 470 нм) и нестабильны. Предполагается, что одно - и двухэлектронные переносы могут включаться и выключаться в флавопротеинах посредством образования строго направленных водородных связей между ферментом и флавиновым коферментом. [20]
Процесс восстановления нитрогруппы ароматических соединений катализируется нитроредуктазами, которые локализованы преимущественно р постмитохондриальной фракции клеток печени, легких, почек, а также в пищеварительном тракте. Установлено, что активность этих ферментов зависит от многих факторов и в первую очередь от наличия НАДН2 и НДФН2, ингибируется кислородом и активируется флавиновыми коферментами. [21]
Использование клетками кислорода открывает возможности для более полного окисления субстратов. В аэробных условиях продукты бескислородного окисления становятся субстратами цикла трикарбоновых кислот ( см. главу 10), в ходе которого образуются восстановленные дыхательные переносчики НАДФН, НАДИ и флавиновые коферменты. Способность НАД и НАДФ играть роль промежуточного переносчика водорода связана с наличием в их структуре амида никотиновой кислоты. [22]
Каталитических реакциях метаболизма, но отличающиеся по своей природе от белков, довольно многочисленны. Сюда входят металлоком-плексные соединения ( прежде всего порфириновой группы), затем пиридоксальфосфат, катализирующий целую гамму реакций - особенно превращения аминокислот - тиамипирофосфат ( алдольный синтез); биотип ( карбо-ксилирование), гидрофолевая кислота ( перенос одноугле-родных остатков), ряд дегидразных коферментов - ни-котинамидные флавиновые коферменты, АТФ кофермент А ( перенос кислотных остатков), глутатион ( диспропор-ционирование и изомеризация), липоевая кислота ( окислительно-восстановительные реакции), дифосфаты глюкозы, маннозы и глюкозамина ( перенос фосфатных групп), аскорбиновая кислота ( окислительно-восстановительные реакции) и некоторые другие. Все эти коферменты, в свою очередь, построены из небольшого числа структурных элементов, входящих в основной биохимический набор. [23]
Флавиновые ферменты обладают высоким окислительно-восстановительным потенциалом благодаря их способности присоединять электроны с превращением в восстановленную форму фла-вина. Присоединенные электроны флавины передают соответствующим акцепторам, окисляясь в исходную форму. Из флавиновых коферментов широкое применение имеет рибофлавин-б - фосфорный ( рибофлавинмонону-клеотид) и его натриевая соль. [24]
Моделью некоторых ( флавиновых) дегидрогеназ оказался краситель метиленовый голубой. По своему строению он близок к коферменту дегидрогеназ - флавин-мононуклеотиду. Так же, как и флавиновый кофермент, краситель присоединяет водород, превращаясь в бесцветную лейкоформу, которая легко окисляется кислородом воздуха, отдавая ему водород. Донором водорода могут быть аскорбиновая кислота, H2S; краситель, введенный в раствор этих веществ, будет попеременно восстанавливаться и окисляться и, таким образом, подобно ферменту, ускорять окисление названных веществ кислородом воздуха. [25]
Витамин Ва ( рибофлавин, лактофлавин) - оранжево-желтые кристаллы горького вкуса, водный раствор окрашен в желто-зеленый цвет с характерной флуоресценцией. При варке пищи не разрушается. Витамин В2 входит в состав флавиновых коферментов. При недостатке этого витамина развиваются дерматиты, конъюк-тивит и анемия. [26]
Первый флавиновый кофермент ( флавннмоионуклеотид, или FMN) был выделен А. Христиан тогда же получили из дрожжей первый флавопротеид, содержащий FMN в качестве простетической группы. Второй важнейший флавиновый кофермеит - флавинаденинди-нуклеотид ( FAD) выделен ими же как кофактор оксидазы D-амино-кислот в 1938 г. Позднее были установлены структуры еще двух флавиновых коферментов: 8a - ( N-L - rHCTHOiin) - FAD и 8a - ( N-L - uii - стеинил) - РАО. [27]
Ряд совершенно иных доказательств был использован для демонстрации возникновения комплексов с переносом заряда между флавином и пурином. Скарборо и др. [64] получили кристаллический комплекс люмифлавин - 2 6-диамино - 9-этилпурин. Дело не только в том, что он имеет ярко-красную окраску, указывающую на существование перехода с переносом заряда, но, что гораздо важнее, наблюдаются стэкинг-взаимодействия со значительным перекрыванием пар флавин - флавин и флавин - аденин, в которых контакты намного короче вандерваальсовых расстояний. Этот признак был постулирован Праутом и Райтом [61] как свойство комплексов с переносом заряда. Высказывается предположение, что образование комплексов с переносом заряда может играть важную роль, вызывая небольшое уменьшение энергий активации химических реакций и тем самым приводя к повышению их скорости. Взаимодействие, связанное с переносом заряда во флавин - флавиновых комплексах, может иметь важное значение во фла-виновых ферментах, действие которых сопровождается использованием множества неэквивалентных флавиновых коферментов. [28]