Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
могут быть сопоставлены с соответствующими формами NADD. Из формы NADPD
образуется форма A NADD, следовательно, формы А обоих коферментов имеют
одинаковую конфигурацию [3350]. Абсолютная конфигурация форм А и В была
определена Корнфортом и др. [884]. Если молекулу расположить так, как
показано на схеме (7.12), то у формы А атом D будет находиться над
плоскостью листа, а атом Н - под ней.
Были определены формы восстановленных коферментов, образуемые более чем
ста ферментами ,[2332]; некоторые из полученных данных приведены в табл.
7.2. Отметим, что в этой таблице только два фермента помещены
одновременно в двух колонках; это ферменты, которые могут функционировать
как с одним, так и с другим коферментом и которые, как этого и следовало
ожидать, образуют с обоими коферментами одинаковые формы. Если фермент
действует на ряд субстратов (примером может служить
алкогольдегидрогеназа), то он всегда образует одну и ту же форму NADD
(независимо от того, из какого источника этот фермент получен). Фактором,
определяющим, какая именно сторона кольца участвует в реакции, должно
быть относительное расположение молекул субстрата и кофермента в активном
центре фермента; корреляции со структурой субстрата или характером
окислительного процесса обнаружить не удалось. Ценная информация по
рассматриваемому вопросу была получена с помощью рентгеноструктурных
исследований (см. гл. 9), однако все же мы не может утверждать, что нам
известно, как именно протекает реакция.
Опыты с использованием дейтериевой метки показывают, что окислительно-
восстановительные реакции, катализируемые NAD-зависимыми дегидрогеназами,
осуществляются не путем простого переноса пары электронов от донора к
акцептору (в том смысле, какой несет понятие "транспорт электронов").
Однако метод не позволяет различить перенос атомов водорода и гидрид-
ионов, поскольку в обоих случаях атомы водорода (или дейтерия),
Механизм действия ферментов
419
Таблица 7.2
Стереоспецифичность восстановления NAD+ и NADP+ [1159, 2219, 2791, 2792,
3350, 4480]
Образует указанную форму с NAD+
Образует указанную форму с NADP+
1. Ферменты, образующие форму А
1.1.1.1 Алкогольдегидрогеназа (печень)
1.1.1.27 Лактатдегидрогеназа (сердечная мышца)
1.1.1.28 D-лактатдегидрогеназа
1.1.1.29 Глицератдегидрогеназа (шпинат)
1.1.1.37 Малатдегидрогеназа (сердце, зародыш пшеницы)
1.2.1.3 Арил-альдегид-дегидрогеназа (печень)
11.3.3.1 Дигидро-оротат-дегидрогеназа (бактерии)
-1.6.2.2 Цитохром 65-редуктаза (печень)
1.1.1.42 Изоцитр атдегидрогеназа (NADP+) (сердце)
1.1.1.8 1.1.1.35
1.1.1.47
4.1.1.50
1.1.1.51 1.1.1.62
2. Ферменты, образующие форму В
1.1.1.44 Фосфоглюконатдегидро-
геназа (дрожжи) 1.1.1.49 Глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа (дрожжи)
Г лицерол-3-фосфат-фосфатде-гидрогеназа (NAD+) (мышца) 3-Г идроксиацил-
СоА-дегидрогеназа (сердце)
Глюкозодегидрогеназа (печень)
3 а-Ги дроксистероид-дегидрогеназа (бактерии) (З-Гидроксисгероид-
дегидроге-наза (бактерии)
Эстрадиол- 17[5-дегидрогеназа (плацента)
Г лицеральдегидфосфат дегидрогеназа (дрожжи, мышца)
Г лутаматдегидрогеназа [NAD(P)+] (печень)
NAD (Р) +-трансгидрогеназа (бактерии)
Глутатионредуктаза [NAD(P)H] (дрожжи, бактерии)
1.4.1.3 Глутаматдегидрогеназа [NAD(P)+] (печень)
1.6.4.2 Глутатионредуктаза
[NAD (Р) Н] (дрожжи,
бактерии)
которые находились в субстрате, оказываются в восстановлен-I-5HOM
коферменте, не обмениваясь с растворителем.
& Во всяком случае, прямой перенос связанного с углеродом водородного
атома субстрата в положение 4 кольца NAD хорошо ^согласуется со
структурой комплекса, полученной на основании зентгеноструктурных данных
(см. рис. 9.3). Судьба атома водорода гидроксильной группы менее ясна.
Простое соображение, Согласно которому он вначале переносится на атом N
кольца кофермента, а затем покидает его с зарядом " + " в виде Н+-ио-
420
Глава 7
на, по-видимому, исключается, так как расстояние между соответствующими
группами слишком велико, как это видно из рисунка (по крайней мере для
лактатдегидрогеназы). Полагают, что водород гидроксильной группы
переносится на соседнюю гистидиновую группу (His-195) фермента, которая
выступает в роли акцептора протона; предполагается далее, что заряд
переносится на His-195 через кольцо NAD, а затем через субстрат [37],
хотя, конечно, в этом переносе могут участвовать и другие группы.
Очевидно, что до конца этот вопрос еще не выяснен.
Имеющиеся данные показывают, что структура NAD-связы-вающих участков
различных дегидрогеназ во многом сходна (см. гл. 9), чего нельзя сказать
о других участках этих молекул. Следует, однако, отметить, что в
структуре активных центров различных дегидрогеназ имеются и существенные
различия. Ал-когольдегидрогеназы из дрожжей и из печени содержат атом Zn,
который локализован около пиридинового кольца NAD и связанной молекулы
спирта (субстрата). Этим они отличаются от лактатдегидрогеназы, которая
не содержит атомов металла. Атом Zn играет существенную роль в катализе,
