Cтраница 4
Так, в трансальдолазной, транскетолазной и фосфокетолазной реакциях субстратами, как правило, являются фосфорилированные кетозы. В тех редких случаях, когда субстраты транскетолазы - нефосфорилированные сахара, то это кетозы с короткой углеродной цепью - эритрулоза и ксилулоза, которые совсем не могут образовывать пиранозных колец и существуют либо целиком. При этом эти нефосфорилированные сахара обладают в транскетолазной реакции гораздо меньшей активностью, чем фосфорилированные. [46]
Атом углерода промежуточного карбаниона енамина LI реагирует с электрофильными акцепторами в качестве нуклеофила. Реакция карбонильной группы с соединением LI [ схема ( 75) ], которая представляет собой фактически обратную реакцию процесса деальдолизации [ схема ( 74), стадии 3 и 4 ], дает в качестве продукта оксикетон. По этому механизму протекают реакции, катализируемые транскетолазой. В результате атаки промежуточного соединения LI окислителем [ уравнение ( 76) ] теряется электронная пара и образуется ацилтиамин, который в свою очередь может отдать ацильную группу молекуле воды ( с образованием свободной кислоты) или другим акцепторам ( например, фосфату или тиолу), что дает в качестве продукта ацилфосфат или сложный эфир тиола, и сохраняется, таким образом, энергетически богатый характер связи ацилтиамина. Сочетание этих двух процессов эквивалентно суммарной реакции оксиэтилтиаминпирофосфата с окисленной липоевой кислотой, в результате чего образуется энергетически богатый тиоловый эфир восстановленной липоевой кислоты; пока еще неизвестно, протекает ли данная реакция в одну стадию, как это показано в виде схемы ( 77), или в две отдельные стадии. И наконец, если рядом с анионным атомом углерода находится гидроксильная группа, она может отщепляться с образованием енола, который в результате перегруппировки дает ацилтиамин. [47]
Это основная реакция, катализируемая транскетолазой, хотя известны также реакции, в которых транскетолаза переносит гликольальдегидную группу от ряда фосфорилированных 2-кетоуглеродов с L-конфигурацией при третьем углеродном атоме к первому углеродному атому различных альдозофосфатов. В этих реакциях не наблюдается образование свободного гликолевого альдегида, а имеет место транспорт диоксиэтильной группы тиаминпирофосфатным коферментом транскетолазы. Как видно, один из продуктов, образуемых транскетолазой из обоих изомеров пентозо-фосфатов - D-глицеральдегид - З - фосфат является промежуточным продуктом гликолиза. На нем и пересекаются гликолитический и фосфоглюконатный пути окисления глюкозы. [48]
Механизм транскетолазной реакции полностью не выяснен. Известно, что взаимодействие одного из субстратов ( донора гликолевого альдегида) с ферментом происходит по второму углеродному атому тиазолового кольца тиаминпирофосфата ( ТПФ), который служит коферментом транскетолазы. После расщепления молекулы субстрата гликолевыи альдегид, присоединенный ко второму углеродному атому тиазолового кольца ТПФ, переносится затем на второй субстрат транскетолазы, выполняющий функцию акцептора гликолевого альдегида. [49]