Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
алкогольдегидроге-назой (за счет ацетальдегида), либо
лактатдегидрогеназой (за счет пирувата). В обоих случаях весь дейтерий
удалялся из ко-фермента, а лактат, образовавшийся из пирувата, содержал
один атом дейтерия на молекулу.
На основании этих наблюдений можно сделать ряд интересных заключений.
1. Данная реакция осуществляется путем прямого переноса атомов водорода
(или дейтерия) от одной молекулы к другой; так как реакция проводилась в
НгО, а не в D2O, то перенос электронов, если бы он имел место, должен был
бы сопровождаться поглощением ионов водорода, а не ионов дейтерия.
Первоначально атомы дейтерия имелись только в субстрате, и эти атомы были
перенесены на кофермент без прохождения какой-либо стадии, на которой они
могли бы быть обменены на ионы или атомы водорода.
2. Относительная ориентация субстрата и кофермента во время реакции
всегда сохраняется неизменной; атом водорода (или дейтерия),
присоединенный к углероду, всегда переносится в положение 4 кольца
кофермента, но в это положение не попадает атом водорода гидроксильной
группы. Если бы в положение 4 переносился другой атом водорода, то NADD
содержал бы меньше одного атома дейтерия и некоторое количество дейтерия
терялось бы в виде D+-hohob.
Механизм действия ферментов
417
Ц' 3. Реакция характеризуется стереохимической специфич-¦Г-ностью, т. е.
в ней участвует только одна сторона кольца кофер-К .мента. Связи,
соединяющие атомы D и Н с углеродом кольца ItNADD, образуют прямой угол с
плоскостью кольца. Чтобы на-Вгляднее представить себе это, допустим, что
плоскость кольца ¦ совпадает с плоскостью чертежа; в таком случае атом Н
будет Красположен под кольцом, а атом D над ним. Мы можем предоставить
себе дело таким образом, что этанол и NAD+ распола-Вгаются рядом на
молекуле фермента и взаимодействуют между г собой. Одна сторона
никотинамидного кольца обращена при I этом к субстрату, а повороту кольца
препятствует взаимодейст-ярвие его амидной группы с ферментом; в
результате атомы Н ¦рили D из молекулы этанола всегда переходят в
определенное Ирюложение в кольце (см. ниже). Если бы амидная группа
отсут-ярствовала, так что обе стороны кольца были бы эквивалентными,
Зклли если бы субстрат мог реагировать с любой из сторон кольца, ж до в
восстановленном коферменте атомы D были бы равномерно ЩЬаспределены между
двумя возможными положениями и только ж воловина дейтерия могла бы быть
удалена при последующем ||-ферментативном окислении. Другими словами,
дейтерий "раз-Щбавлялся" бы водородом, уже присоединенным ранее к
углерод-*1'кому атому в положении 4. Тот факт, что удаляется весь дейте-
рий, показывает, что он сосредоточен только в одном положении. Интересно,
что если кофермент восстанавливается . неферментативным путем, а именно
гидросульфитом в D2O, то восстановленный кофермент также содержит один
атом D на . .молекулу, но дейтерий распределяется в этом случае между
дву-I; мя положениями1. Если такой NADD, меченный в обоих положе-.^ниях,
окисляется затем пируватом при участии лактатдегидро-"теназы, то
удаляется только около половины дейтерия, и это ¦"Свидетельствует о том,
что ферментативная реакция затрагивает жголько одно положение (в отличие
от действия гидросульфита). Яр- 4. Субстраты обеих дегидрогеназ
(алкоголь- и лактатдегидро-тгеназы) реагируют с одной и той же стороной
кольца, так что % .атомы D, присоединившиеся в результате действия одной
из этих дегидрогеназ, могут быть удалены под действием другой. Однако '
не все дегидрогеназы реагируют с одной и той же стороной никотинамидного
кольца; многие из них реагируют с противо-¦ ноложной его стороной. В
системе, содержащей две дегидрогена-
Ш;\ 1 Правда, даже и при неферментативном восстановлении NAD (в проти-
-i. "оположность тому, что наблюдается при восстановлении простых
никотин-Яйамидных соединений) распределение дейтерия между обоими
положениями не ^•бывает совершенно одинаковым. Из наблюдений Пулмена и
др. [3763] и Фи-ШРера и др. [1350] следует, что при восстановлении NAD
гидросульфитом в
Ш' т' О всегда образуется больше "формы А" (см. ниже), нежели "формы В",
тя точное соотношение количеств двух образующихся форм разными авто-ми
оценивается по-разному.
418
Глава 7
зы и NAD вместе с меченым восстановленным субстратом одной из этих
дегидрогеназ и окисленным субстратом другой, дейтерий будет переноситься
от одного субстрата к другому, если оба фермента реагируют с одной и той
же стороной никотинамидно-го кольца, но он будет задерживаться в молекуле
кофермента, если дегидрогеназы реагируют с противоположными сторонами.
Это вооружает нас удобным методом для выяснения вопроса о том, к какой из
двух групп принадлежит исследуемая дегидрогеназа.
Для форм NADD, которые образуются при действии алко-гольдегидрогеназы и
р-гидроксистероид-дегидрогеназы, были предложены названия "форма А" и
"форма В" соответственно [4068]. С помощью фосфатазы, которая отщепляет
2'-фосфатную группу без изменения конфигурации кольца, две формы NADPD
