Cтраница 1
Декарбоксилирование пировиноградной кислоты in vivo протекает в присутствии фермента декарбоксилазы и соответствующего кофермента. [1]
Реакция декарбоксилирования пировиноградной кислоты играет важную роль в спиртовом брожении ( см. дальше); она катализируется ферментом карбоксилазой, вырабатываемым пивными дрожжами. Фермент действует на холоду в водном, практически нейтральном растворе. Поэтому пировиноградная кислота подвергается брожению пивными дрожжами и дает при этом этанол и двуокись углерода. [2]
Вначале катализируемого тиамином декарбоксилирования пировиноградной кислоты образуется метил-2 - гидрокси-2 - ( 2-тиамин) этилфосфона. Структурное исследование фосфалактилтиамина показало, что тиаминовая часть его молекулы находится в S-конформации, характерной для других С ( 2) - замещенных тиаминов. Однако в отличие от ранее изученных производных фосфалактильный фрагмент находится в такой конформации, что его гидроксильная группа располагается вблизи моспиковой метиленовой группы, а не атома серы тиазолиевого кольца, и связь с фосфонатной группой ориентирована перпендикулярно плоскости цикла. [3]
В тканях и клетках животных анаэробного декарбоксилирования пировиноградной кислоты, однако, не происходит; это говорит о том, что в них, очевидно, нет фермента карбоксилазы. Но тем не менее в животных тканях пировиноградная кислота легко подвергается декарбоксилированию при доступе кислорода. [4]
Результаты этих работ показывают, что декарбоксилирование пировиноградной кислоты при ее окислении и термическое декарбонили-рование ее эфира протекают с отщеплением углерода только из карбоксильной группы, что указывает на родственность механизмов. [5]
Именно на этом этапе и происходит ( анаэробно) декарбоксилирование пировиноградной кислоты. [6]
Как показано, у дрожжей это производное образуется при декарбоксилировании пировиноградной кислоты и при ее окислении пируватоксидазой. Эти две реакции катализируются разными ферментами. Декарбоксилаза образует ацетальдегид, а оксидаза переносит активный альдегид к липоевой кислоте ( см. стр. [7]
Этот кофермент катализирует большое число важных реакций, в том числе декарбоксилирование пировиноградной кислоты в ацетальдегид и превращение пиро-виноградной кислоты в ацетоин. Общим свойством этих реакций является то, что они включают образование ацил-аниона RCO - или его стабилизованного эквивалента. [8]
Образующаяся пировиноградная кислота не накапливается, а сразу же расщепляется при помощи фермента карбоксилазы на уксусный альдегид и СО2, причем последняя является одним из конечных продуктов спиртового брожения. Этот процесс называют декарбоксилированием пировиноградной кислоты. [9]
В настоящее время значительно прояснилась биологическая роль витамина BI, Установлено, что в форме пирофос-фатного производного ( тиаминпирофосфата. Например, витамин BI активно участвует в декарбоксилировании пировиноградной кислоты в уксусную кислоту; решающую роль играет при этом, очевидно, незамещенный водород тиазолового цикла. [10]
Витамин В4 имеет важное значение для животного организма. Он входит в состав фермента карбокси-лазы, катализирующего реакции декарбоксилирования пировиноградной кислоты и других а-кетокислот. Тиамин излечивает эту болезнь. Кроме того, дифосфат тиамина входит в состав многих других ферментов в качестве кофермента, связанного с апоферментом - белком. Витамином В4 богаты дрожжи ( пивные и пекарские) и злаки, не очищенные от отрубей. [11]
Кокарбоксилаза, как и всякий коэнзим, может быть определена по ее действию. При определении в крови кокарбоксилазу прогретых клеток крови связывают с апокарбоксилазой, приготовленной из дрожжей, и получающийся голоэнзим используют для декарбоксилирования пировиноградной кислоты. Образующуюся из пировиноградной кислоты ССЬ определяют манометрически. [12]
Вместе с тем был выяснен и механизм окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты у некоторых микроорганизмов. Установлено, что декарбоксилирование пировиноградной кислоты, сопровождающееся поглощением кислорода, катализируется слож-кой системой, в состав которой входит особая дегидрогеназа, коферменты ( тиаминпирофосфат, липоевая кислота, коэнзим А, НАД) и система ферментов - катализаторов тканевого дыхания. Вся эта система локализована в митохондриях. [13]
Вместе с тем был выяснен и механизм окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты в тканях животных и человека. Установлено, что декарбоксилирование пировиноградной кислоты, сопровождающееся поглощением кислорода, катализируется сложной системой, в состав которой входит особая дегидрогеназа, коферменты ( липотиаминпирофосфат и коэнзим А), а также ко дегидрогеназа и система ферментов - катализаторов тканевого дыхания. [14]
Такие отсчеты делают до полного прекращения выделения COj. Реакция должна заканчиваться за 15 - 20 мин. О количестве углекислого газа, выделившегося в процессе декарбоксилирования пировиноградной кислоты, судят по разности показаний манометров опытных и контрольных проб. В контрольных пробах регистрируется изменение давления, происходящее за счет неспецифического выделения СО2) а также за счет колебания температуры в термостате и изменения барометрического давления. [15]