Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
к определенному нуклеотиду, который должен присоединяться в данном месте
последовательности. Действие матриц детально рассматривается в гл. 11.
ж. Выступают в роли инициаторов. Функция полимеризую-щих ферментов
заключается в удлинении цепей; однако обычно даже при наличии матрицы они
не могут начать синтез новой цепи. Для этого в качестве инициатора
требуется готовая короткая цепь, к концу которой полимераза
последовательно присоединяет новые единицы. Таким образом, можно сказать,
что различие между инициатором и матрицей заключается в том, что новые
единицы присоединяются к концу инициатора ковалентной связью, в то время
как с матрицей осуществляется нековалентное взаимодействие.
Следовательно, поскольку матрица в конце синтеза остается интактной, ее
можно считать кофактором; инициатор же, образующий часть новой молекулы,
правильнее считать субстратом.
з. Являются промежуточными соединениями. В некоторых случаях фермент
может использовать в реакции молекулу кофактора, образуя из нее продукт,
но при этом одновременно за счет субстрата образовать новую молекулу
кофактора; например, в ходе рассматриваемой ниже фосфомутазной реакции
субстрат превращается в кофактор, а ранее имевшийся кофактор переходит в
продукт. Поскольку в конце реакции количество рассматриваемого вещества
не изменяется, его вполне можно считать кофактором; однако, принимая во
внимание, что исходная молекула переходит в продукт, столь же справедливо
считать его субстратом.
В ряде случаев кофактор может выполнять одновременно две и более функции.
664 Глава 9 j
-------------------------------------------------7---
КОФАКТОРЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ КАК ПЕРЕНОСЧИКИ /
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
ПЕРЕНОСЧИКИ
Очень важную группу кофакторов составляют вещества, восстанавливаемые
одним и окисляемые другим соединением, иначе говоря, кофакторы,
действующие как переносчики восстановительных эквивалентов от одной
молекулы к другой:
АН2 + С = А + СН2; СН2 + В=С+ВН2,
где С - переносчик, Ei и Е2 - ферменты. Восстановительными эквивалентами
здесь являются атомы водорода, но в других системах в этой роли могут
выступать электроны. Даже когда механизм переноса неизвестен, часто
используют термины "переносчик" водорода или электронов. Чтобы не
говорить о механизме катализа (см. с. 407-415), прибегают к термину
"окислительно-восстановительные переносчики".
NAD и NADP
Эти два кофермента (никотинамидадениндинуклеотид и NAD-фосфат) очень
сходны. О их существовании было известно задолго до того, как удалось
установить их химическое строение и механизм действия.
Существование термостабильного кофермента, принимающего участие в
процессе брожения ("козимаза", которая теперь идентифицирована как NAD),
было обнаружено Гарденом и Янгом [1780, 1781] еще в 1904 г., однако
выделить этот кофер-мент тогда не удалось. В высокоочищенном виде данный
кофер-мент был получен в 1936 г. Эйлером и др. [4924] и независимо от них
Варбургом и Христианом [4986]. NADP был открыт Варбургом и Христианом
[4984] в 1931 г. как кофермент глю-козо-6-фосфат-дегидрогеназы (КФ
1.1.1.49). Доказательства того, что активной группой как в NAD, так и в
NADP является никотинампд и что эта группа функционирует, подвергаясь
попеременно восстановлению и окислению, были получены благодаря работам
Варбурга и Христиана [4986, 4990]. NADP отличается от NAD только тем, что
он содержит дополнительную фосфатную группу, которая легко отщепляется
(например, под действием фосфатазы); положение этой фосфатной группы было
установлено лишь в 1950 г. Корнбергом и Прайсером [2546].
Строение. Структурные формулы окисленных форм NAD и NADP приведены на
рис. 9.1. Здесь представлена катионная форма с одним положительным
зарядом у никотинамидной
Кофакторы ферментов
665
NKj
ОН ОН
СН^-О-Р-О-Р-О-СН,
' ' U
он
1 Рис. 9.1. Структура NAD и NADP (окисленные формы). R=-Н (в NAD+) и
-РО(ОН)2 (в NADP+).
| группы. При pH 7,5 кислотные группы обоих фосфатных остат-I ков NAD
ионизированы, поэтому его суммарный заряд равен I -1 и NAD можно
рассматривать как биполярный ион, несущий | еще и отрицательный заряд. В
NADP ионизированы те же груп-| пы и, кроме того, еще две кислотные группы
дополнительного I фосфатного остатка, поэтому суммарный заряд иона
оказывает-I ся равным -3.
Остатки D-рибозы соединены с атомами азота аденина и ни* I котинамида при
помощи р-гликозидных связей. р-Рибозидные / связи в аденозине и некоторых
других природных нуклеозидах впервые обнаружили Тодд и др. [1005]; ими же
было высказа-Ь: но предположение о том, что наличие таких связей в
нуклеози-( дах является, возможно, общим правилом. При гидролизе обору их
коферментов под действием нуклеотид-пирофосфатазы S* (КФ 3.6.1.9)
образуется обычная адениловая кислота; следова-Щ; тельно, связь между
аденином и сахаром в обоих коферментах имеет p-конфигурацию. Сведения о
характере никотинамид-ри-бозидной связи получены при изучении
неактивного: изомера NAD, который был обнаружен в ранее выделенных
