Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
систем (подгруппы КФ 1.14.11 и 1.14.17) (см. с. 710).
Аскорбиновая кислота необходима в качестве витамина только для приматов и
морских свинок; однако ее широкое распространение в тканях других
организмов свидетельствует о том, что она, вероятно, играет важную роль в
обмене у всех животных.
Являясь хорошим восстановителем, аскорбиновая кислота, подобно
глутатиону, может стабилизировать активность SH-фер-ментов. Это было
подтверждено в ряде опытов in vitro.
Хиноны
Хиноны широко распространены в живой природе. В последнее время показано,
что некоторые из них играют важную роль как промежуточные переносчики
водорода в дыхательной системе. Это относится в первую очередь к
метилированным хино-нам с полиизопреноидными боковыми цепями. Такого рода
соединения подразделяются на две категории: убихиноны и витамины группы
К. Структура их приведена на рис. 9.13.
690
Глава 9
(у Убихинон (UQ")
Л
CH,0 С С-сн, сн,
II II I
сн3о-с с-(сн, ,сн=с .a г,)"-н
\/
И ' о
О Витамины К Н II
/х /с\
НС С С-СНз
I II II
wc R
¦ Н II
о
СНз СН,
К], R = -СН2 .СН=С .СН,-(сн, .сн, .СН ,СН2)з-Н СНз
К2, R = -(СН, СН=С.СН;),,-Н МенаЪион, R = -Н 4
Рис. 9.13. Структура убихинонов и витаминов К.
Убихиноны и витамины Кг - это группы близкородственных соединений,
отличающихся только значением п. У убихинонов, встречающихся в тканях
животных и высших растений, /г=10, тогда как у низших организмов
обнаружены гомологи, у которых п может принимать значения от 6 до 9. У
витаминов Кг п может иметь значения 6, 7 или 9.
История открытия убихинона. Убихинон был открыт Р. Мортоном и его группой
в 1953 г., а также Крейном, Хатефи, Лестером и Уидмером в 1957 г. Вопросы
истории открытия и химии соединения рассмотрены в-работах [3265, 5143].
Убихинон иногда называют "кофермент Q".
Свойства убихинона. Подобно другим хинонам, убихинон образует при
восстановлении гидрохинонную форму, и именно с этим связана его основная
физиологическая функция. Он содержится в митохондриях в количестве 2-3 мг
на 1 г белка и входит как необходимый компонент в митохондриальную
дыхательную цепь. Как и некоторые другие компоненты этой системы,
убихинон нерастворим в воде, и реакции, в которых он принимает участие,
протекают in vivo в неводной фазе.
Убихинон экстрагируется из препарата митохондрий ацетоном, содержащим 4%
воды; после этого митохондриальные ча-
Кофакторы ферментов
691
Длина волны, нм
Рис. 9.14. Спектры поглощения Ькисленной (/) и восстановленной (II) форм
убихинона [5143]. Спектры получены для UQio в этаноле.
стицы теряют способность окислять сукцинат молекулярным кислородом при
участии цитохрома с. Способность к окислению может быть полностью
восстановлена при добавлении убихинона, но не других хинонов
(неэффективен в этом отношении и витамин К) [2763]. Было сделано
заключение, что убихинон является связующим звеном между сукцинатом и
цитохромом с. В пользу этого говорят и спектроскопические данные. Спектры
поглощения- окисленной и восстановленной форм приведены на рис. 9.14. Из
этих спектров видно, что за процессом окисления и восстановления можно
следить, определяя поглощение при 275 нм.
Крогер и Клингенберг ![2609] спектроскопически определили стационарную
концентрацию восстановленного убихинона в субмитохондриальных частицах,
используя в качестве субстратов сукцинат или NADH; было изучено влияние
концентрации субстрата, а также действие специфических ингибиторов
ферментов дыхательной цепи. Результаты исследования показали, что в
опытах с обоими субстратами убихинон выступает как обязательный
интермедиат дыхательной цепи, а не является ее "слепым ответвлением";
группа убихинонов ведет себя как функционально гомогенный пул.
Известно, что ферментная система, восстанавливающая убихинон, содержит
негемовое железо; оно, вероятно, принимает участие в реакции.
В хлоропластах растений имеется группа близкородственных Хинонов,
известная под названием "пластохиноны". Они отличаются от убихинона тем,
что с кольцом вместо -СНз связан -Н, а вместо -ОСНз-групп -СН3-группы.
Функция пластохи-
692
Глава 9
нонов точно еще не установлена. Известно, однако, что они образуют одно
из звеньев фотосинтетической цепи у зеленых растений (см. обзор [102]).
Витамин К. Имеются известные сомнения относительно того, содержится ли в
митохондриях витамин К. Предположение о том, что он функционирует как
переносчик в дыхательной цепи, еще не получило убедительных доказательств
ф5143]. В то же время известно, что витамин К и менадион (в особенности
этот последний) могут подвергаться восстановлению и окислению в суспензии
митохондрий. Обнаружена очень активная менадион-редуктаза (КФ 1.6.5.2),
осуществляющая восстановление мена-диона (но не витаминов Кл и К2 или
убихинона) за счет NADH или NADPH [2983]. Действие этого фермента
подавляется незначительными концентрациями дикумарина, не оказывающими
влияния ни на поглощение 02, ни на фосфорилиро-вание в митохондриях.
