Cтраница 4
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. [46]
На основании имеющихся данных можно предположить, что по тому же пути идет биосинтез порфиринового кольца цитохро-мов, пероксидаз, каталазы и хлорофилла. В экстрактах из зеленых листьев обнаружены ферментные системы, катализирующие реакции 1, 2 и 3, а превращение уропорфириногена III в протопорфирин катализируется замороженными и затем оттаявшими клетками Chlorella. Согласно Гранину [14], ферментные системы, участвующие в биосинтезе хлорофилла ( реакции 1 - 7), локализуются в пластидах. О биосинтезе тема в растениях имеется очень мало данных. Однако у животных ферменты, катализирующие реакции 1, 5 к 6, по-видимому, содержатся в митохондриях. [47]
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. [48]
Как уже отмечалось, при инкубации уропор-фириноген - Ш - консинтетазы с ПБГ пиррол не изменяется ( скажем, путем переноса амино-метильной группы в другое а-положение) и не используется для образования порфириногена. С другой стороны, в то время как скорость утилизации ПБГ в системе, содержащей ПБГ, уропорфириноген-1 - синтетазу и уропорфи-риноген - Ш - косинтетазу, определяется прежде всего концентрацией уропорфириноген-1 - синтетазы, реакция идет менее быстро, если уропорфириноген - Ш - косинтетаза исключается из состава реакционной смеси. [49]
Неочищенные ферментные препараты, например разрушенные клетки Chlorella или Rhodopseudomonas spheroides и гемолизированные эритроциты человека или птиц, образуют уропорфириногены I и III и другие тетрапирролы из ПБГ. Такие же препараты, если их перед инкубацией с субстратом предварительно нагреть ( например, препараты из Chlorella нагревают при 55 в течение 30 мин), образуют только изомер I, хотя никаких изменений в скорости потребления ПБГ при этом не обнаруживается. Разобщение потребления ПБГ и синтеза уропорфириногена I, с одной стороны, и образования уропорфириногена III - с другой, наблюдающееся при нагревании в мягких условиях, дает возможность предполагать, что в синтезе уропорфириногена III из ПБГ, по-видимому, участвуют два фермента. [50]
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. [51]
Следующей стадией биосинтетического пути является последовательное декарбоксилирование четырех ацетатных боковых цепей уропорфириногена до четырех метальных групп. На этой стадии пропионатные боковые цепи не изменяются. Удаление всех четырех карбоксильных групп катализируется одним ферментом - уропорфириноген Ш - де-карбоксилазой. [52]