Cтраница 3
Четыре молекулы порфобилияогена соединяются между собой с отщеплением бевзильной аминогруппы, образуя линейный тетрапиррол, который циклизуется с изомеризацией, давая уропорфириноген III. [31]
Обычно же первым циклическим тетрапирролом, который может быть выделен в качестве промежуточного продукта пути биосинтеза хлорофилла и тема, является другой изомер - уропорфириноген III (5.52), в котором положения боковых цепей ацетатного и пропионатного заместителей у одного из пиррольных колец формально изменены на обратные. [32]
В результате более поздних исследований с использованием 13С - меченных предшественников [48-53] ( в сочетании с ЯМР-спектроскопией) и выделения промежуточных продуктов последовательности реакций между уропорфириногеном - Ш ( 26) и ко-бириновой кислотой была составлена подробная схема биосинтеза корриноидов ( см. гл. [33]
Как показано на рис. 25.2, под действием двух ферментов - уропорфириноген I-синтазы ( УПГ I-синтаза) и уропорфириноген Ш - косинтазы ( УПГ Ш - косин-таза) синтезируется специфический изомер циклического тетрапиррола, называемый уропорфириногеном III. После этого в результате химической модификации боковых радикалов, окислительно-восстановительных превращений образуются разные виды порфиринов. [34]
Такие взаимоотношения между уропорфириноген-1 - синтетазой и уропорфириноген-III - косинтетазой предполагают возможность того, что образование изомера I первым ферментом - случайное явление и что нормальной функцией этого фермента является синтез ди-или трипиррола, который вместе с ПБГ служит субстратом для синтеза уропорфириногена III под действием уропорфириноген-III - косинте-тазы ( фиг. [35]
Далее вступают в действие многочисленные ферменты, при участии которых макроцикл 6.81 окисляется до состояния, характерное для порфи-на и его восстановленных форм. Уропорфириноген служит также предшественником корринового цикла. Другие ферменты участвуют в преобразовании боковых цепей уропорфириногена. В результате их деятельности образуются все циклические тетрапиррольные соединения живой природы. Из них в царстве животных исключительное место занимает гем 6.82 - комплексное соединение порфина с железом. [36]
Ранее считалось, что промежуточным соединением в биосинтезе тема является уропорфирин III. Превращение уропорфириногена III в копропорфириноген III посредством декарбоксилирова-ния боковых карбоксиметильных групп в положениях 2, 7, 12 и 18 ( схема 15) катализируется одним ферментом - уропорфириноген - Ш - декарбоксилазой. [37]
Для анализа уропорфириноген-III - косин-тетазной активности должно быть определено относительное количество уропорфириногена I и уропорфириногена III, образовавшихся в реакционной смеси. Полученные ферментативным путем уропорфириногены сначала окисляют иодом или кислородом на свету, после чего определяют колориметрически суммарное количество уропорфиринов. Метиловые эфиры уропорфиринов I и III могут быть разделены с помощью хроматографии на бумаге. Еще лучшее разделение и количественная оценка обоих изомеров достигаются, если уропорфи-рины сначала декарбоксилировать до соответствующих копропорфиринов, а затем хромато-графировать их на бумаге. Однако эти процедуры сложны и трудоемки. [38]
Таким образом, вопрос о механизме синтеза уропорфириногена III, который не может образоваться из ПБГ простым способом по типу уропорфириногена I, является одновременно и трудным, и очень важным с биологической точки зрения. Нельзя считать, что уропорфириноген I образуется сначала, с тем чтобы затем превратиться в уропорфириноген III. Если бы это было так, то оба изомера, очевидно, могли бы служить предшественниками протопорфирина IX в системах in vitro. Каким же образом все атомы углерода ПБГ используются только и исключительно для образования тет-рапиррола, у которого одно кольцо оказывается перевернутым. Или рассмотрим эту проблему с другой стороны. Углеродный атом 6-мостика уропорфириногена III, как предполагается, вступает в реакцию как часть амино-метильного заместителя при а-углеродном атоме на ацетатной стороне молекулы ПБГ, которая образует кольцо D порфириногена. [39]
Протопорфириноген образуется в результате ряда последовательных реакций, в ходе которых боковые цепи уропорфириногена ( уро-гена) претерпевают те или иные изменения. Копропорфириноген является промежуточным продуктом между уропорфириногеном и про-топорфириногеном. В этих превращениях принимает участие несколько ферментов ( фиг. [40]
Относительные количества каждого продукта можно предсказать статистически: 1 / 8 типа I; 1 / 8 типа II; 1 / 2 типа III; 1 / 4 типа IV. Конечно, при ферментативной тетрамеризации порфобили-ногена в уропорфириноген - Ш ( см. гл. [41]
Уропорфириногендекарбоксилаза действует на все 4 возможных изомера уропорфириногена. Копропорфириноген III - декарбоксилаза окислительная катализирует отщепление карбоксильных групп от двух пропионовокислых боковых цепей копропорфириногена III и окисление образующихся остатков до винильных групп. [42]
Образование уропорфириногена III из четырех молекул ПБГ - сложный процесс, который все еще продолжают интенсивно изучать. В нем участвуют два фермента - ПБГ-дезами-наза ( уропорфириноген I - синтаза) и уропорфириноген Ш - ко-синтетаза, - которые, по-видимому, функционируют совместно а не строго последовательно. При денатурации косинтетазы, например нагреванием до 55 - 60 С, первый фермент остается активным, и в результате реакции образуется уропорфириноген I. Однако он уже не может изомеризоваться до уропорфириногена III. [43]
Поскольку известно, что порфи-рин с шестью карбоксильными группами образуется путем декарб-оксилирования в кольцах А и D, то при образовании порфирина с пятью карбоксигруппами возможны два типа промежуточных соединений; в первом случае декарбоксилированию подвергались бы группировки колец А, В и D, а в другом - А, С и D. Тот факт, что вся последовательность реакций декарбоксилирования катализируется одним ферментом, уропорфириноген - Ш - декарбоксилазой, и в условиях нормального биосинтеза в раствор практически не выделяются промежуточные соединения, представляет очень интересную проблему. [44]
Образование уропорфириногена III из четырех молекул ПБГ - сложный процесс, который все еще продолжают интенсивно изучать. В нем участвуют два фермента - ПБГ-дезами-наза ( уропорфириноген I - синтаза) и уропорфириноген Ш - ко-синтетаза, - которые, по-видимому, функционируют совместно а не строго последовательно. При денатурации косинтетазы, например нагреванием до 55 - 60 С, первый фермент остается активным, и в результате реакции образуется уропорфириноген I. Однако он уже не может изомеризоваться до уропорфириногена III. [45]