Cтраница 3
Роль переходных металлов в жизнедеятельности организмов в основном опеределяется их каталитическими свойствами. Кофермент может представлять собой органическую молекулу, например флавин, пиридоксаль, пиридиннуклеотид и др., соединенную с белком ко-валентной связью, водородными связями или за счет вандервааль-совых взаимодействий. Кофактор может быть простым ионом металла, например ионом меди, или комплексом металла с одним или несколькими лигандами, например железопорфирины, кобальт-корриноиды. Если с ионом металла координируется один или несколько анионов аминокислот, то лигандом может служить сам белок, хотя это лиганд необычного типа. Очевидно, такие металло-ферменты можно рассматривать как особую группу ферментов или как особую группу комплексов металлов и сопоставлять каталитическую активность ферментов, содержащих и не содержащих металл, или каталитическую активность комплексов переходного металла с белком и без белка. Предметом обзора являются такие металлопротеины, которые сами претерпевают определенные ( например, окислительно-восстановительные) превращения в ходе каталитического процесса и в которых в качестве лигандов принимают участие некоторые специфические компоненты, например молекулярный кислород, которые характерны для комплексов переходных металлов. [31]
Схема ЭТЦ светящихся бактерий ( X - хинон. R-CHO - длин-ноцепочечный альдегид. [32] |
Биологический смысл свечения пока непонятен. Есть гипотеза, что это защита от переокисления: когда накапливается много восстановленного пиридиннуклеотида, срабатывает отводной канал, электроны сбрасываются на флавин и высвечиваются. [33]
Схема обратных спяэей. Л №. [34] |
Она является источником АМФ, выполняющего важную роль регулятора всей цепи. В анаэробных условиях в дрожжах течение гликолиза обеспечивается превращением гшрувата в спирт с помощью восстановленного пиридиннуклеотида, который вырабатывается на предыдущей стадии процесса. Таким образом, в цепи имеется несколько сильных обратных связей через кофер менты. [35]
Косовер [37] обратил внимание на то, что некоторые межмолекулярные взаимодействия в биологических системах вполне могут быть того типа, который приводит к образованию комплексов, проявляющих поглощение, обусловленное переносом заряда. Наблюдаемый перенос заряда в N-алкилпиридинийиоди-дах наводит на мысль о вероятности подобного переноса в комплексах, образуемых пиридиннуклеотидами в процессе метаболизма. [36]
Затухание, возможно, вызывается расходом субстрата. Однако результаты последней работы плохо воспроизводимы, Дегп ( Degn, 1969) получил затухающие колебания при замене пиридиннуклеотида на дигидрофумаровую или ирдо-лилуксусную кислоты. [37]
Фосфорилирование, фосфорилирование в цикле трикарбоновых к-т) и в биомембранах ( окислит, фосфорилирование, фо-тофосфорилирование) принципиально различаются по механизму преобразования энергии. В растворимых системах синтез АТФ, как правило, сопряжен с окислением альдегидных групп ( фос-фоглицериновый альдегид, янтарный полуальдегид и др.) пиридиннуклеотидами или флавопротеидами. Обычно альдегиды самопроизвольно взаимодействуют с Н - группой фермента или кофермента, происходит окисление комплекса, образуются макроэргич. [38]
Верном и Зауг ( 1960) показали, например, что хлоропласта, которые уже были неспособны, вследствие старения или угнетения, к фотовыделению кислорода, могли тем не менее восстанавливать на свету НАДФ электронами, отдаваемыми восстановленной формой краски 2 6-ди-хлорфенолиндофенола. Красновский ( 1960) нашел еще раньше, что растворы хлорофилла в пиридине могут осуществлять фотохимический перенос электрона от аскорбата или других доноров электрона к пиридиннуклеотидам или другим акцепторам электрона. [39]
В реакции ( или реакциях), катализируемой системой I, роль фотосенсибилизатора играет Хл а. Свободный электрон, возникающий в ходе этого фотохимического акта и первоначально локализованный на короткоживущем промежуточном продукте Хйсг ( Е 0 - 450 мв), передается сначала переносчику - ферредоксину ( Фд), а от него ( в паре с другим электроном) пиридиннуклеотиду, который, таким образом, восстанавливается. [40]
Имеются данные, что перенос водорода через пиридиннуклеотид, прочно связанный со своим апоферментом, может происходить без диссоциации пиридиннуклеотида с поверхности фермента ( см. стр. Тем не менее большинство пиридиннуклеотидных дегидрогеназ образует со своими коферментами легко диссоциирующие соединения. Пиридиннуклеотиды можно рассматривать как подвижные переносчики водорода в отличие от флавиннуклеотидов, которые прочно связаны со своими ферментами. [41]
Катаболические процессы являются энергодающими процессами; они производят АТФ и восстановленные пиридиннуклеотиды. Наоборот, анаболические процессы требуют притока энергии; они используют АТФ и восстановленные пиридиннуклеотиды. Различен и тип пиридиннуклеотида: НАД участвует в процессах деградации, восстановленный НАДФ - в биосинтезе ( см. также гл. [42]
Мы видели, что при окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты, а также в реакциях ( 4), ( 8) и ( 12) этого цикла образуется всего четыре молекулы, восстановленных НАД или НАДФ. При окислении каждого восстановленного пиридиннуклеотида может синтезироваться по три молекулы АТФ; в результате возникают 3X412 молекул АТФ. Следовательно, всего при полном окислении одной грамм-молекулы пировиноградной кислоты может синтезироваться 12 214 молекул АТФ. [43]
Фенольные ароматические соединения гидроксилируются моноокси-геназами. Один атом О молекулярного кислорода включается в субстрат, а другой восстанавливается до воды. Донорами водорода могут служить пиридиннуклеотиды. [44]
Например, Велик [24] нашел, что образование комплекса лактатдегидрогеназы с окисленным или восстановленным НАД вызывает существенные изменения в спектре флуоресценции и поляризации флуоресценции компонентов реакции. Данные относительно изменений поляризации флуоресценции особенно убедительны, так как они связаны с молекулярными размерами флуоресцирующей структуры. Изменения поляризации при ассоциации молекулы пиридиннуклеотида с молекулой белка просто поразительны. Эти изменения несомненно связаны с образованием простого аддитивного комплекса, а не промежуточного соединения, являющегося производным фермента, так как анализ кинетических данных [25] показывает, что подобное соединение не участвует в механизме реакции. Тройной комплекс, включающий фермент, кофермент и лактат, образуется до того, как отделится какой-либо продукт реакции ( см. гл. [45]