Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
окисление осуществляется молекулярным 02,
710
Глава 9
при этом один из атомов переходит в -ОН-группу, а другой включается в
состав НгО. Для восстановления второго, атома кислорода требуется два
восстановительных эквивалента, которые должны быть поставлены
дополнительным донором. В процессе реакции происходит, следовательно,
сопряженное окисление молекулой 02 двух молекул - субстрата и донора;
например,
I I
НСН-4- О, + DH, ч-* НСОН 4- Н"0 + D,
! I
где DH2 - молекула донора. В роли доноров часто выступают NADPH или NADH;
в этом случае система содержит флавопро-теид, катализирующий за счет
NAD(P)H восстановление окислительно-восстановительного переносчика,
функционирующего в системе. Следовательно, NAD(P) фактически не является
компонентом каталитического механизма.
Природа окислительно-восстановительных переносчиков в разных системах
различна. В гидроксилазах бактерий или митохондрий надпочечников в роли
переносчика может выступать один из негемовых железосодержащих белков
такого же типа, как ферредоксин в растениях; эти переносчики получили
названия рубредоксин, адренодоксин и т. д. в зависимости от источника, из
которого они были выделены.' Переносчики разных гидроксилазных систем
обычно не могут заменять друг друга; это положение справедливо и для
флавопротеидных редуктаз. ¦
A NAD(P)H-----"FP----->(Fe)---> jJ-450-*-02
S
NAD(P)H >FP--------(PC) > Д-450------"02
S
NADH--------->BP---->0,
t
S
Ptttt-----> ы>---->o?
I
3
Asc-------->?!----*0:
f
S
Рис. 9.22. Последовательность компонентов гидроксилазной системы. А.
Митохондриальная и бактериальная системы Р-450. Б. Микросомальная система
Р-450. В-Д - системы, в которых не участвует Р-450. FP -- флавопротеидный
фермент; Fe - содержащий негемовое железо белок ферредоксинового типа; PC
- фосфатидилхолин; S - гидроксилируемый субстрат; РШ4 - тетрагидро-
птсридиновый кофактор; Asc - аскорбат; Н - гидроксилаза неизвестной
природы.
Б
В
Г
Д
Кофакторы ферментов
711
Гидроксилазная система рассматриваемого типа приведена на рис. 9.22, А.
В гидроксилазных системах макросом, насколько известно в настоящее время,
нет негемовых железосодержащих белков. Цитохром Р-450 восстанавливается
флавопротеидом, однако на этой стадии необходим фосфатидилхолин; механизм
действия последнего не установлен. Этот тип гидроксилазной системы
приведен на рис. 9.22,Б.
Митохондриальная гидроксилазная система (рис. А) имеет определенное
сходство с митохондриальной дыхательной системой (рис. 9.21), если
учесть, что цитохром Р-450 является цитохромом Ь-типа. В обоих случаях мы
имеем последовательность от NAD(P)H к .флавопротеиду, затем к негемовому
железосодержащему белку и, наконец, к цитохрому Ь-типа. В обеих системах
терминальные оксидазы (ааг и Р-450) соединяются с СО (последний
конкурирует с 02). Следует, однако, отметить, что в гидроксилазной
системе цитохром b является терминальной оксидазой, в то время как в
дыхательной системе перед терминальной оксидазой включены цитохромы с.
Хотя гидрок-силазные системы способны восстанавливать цитохром с, этот
процесс не-связан с гидроксилированием.
Исследования, проведенные с антителами, специфичными к цитохром с-
редуктазе [301] и адренодоксину [302], показали, что флавопротеид
микросомной системы (рис. Б) идентичен NADPH-цитохромредуктазе (КФ
1.6.2.4), способной восстанавливать цитохром с, а флавопротеид
митохондриальной системы (рис. А) идентичен адренодоксинредуктазе (КФ
1.6.7.1). Последняя не способна восстанавливать цитохром с, но
восстанавливает негемовый железосодержащий белок адренодоксин (адре-
нодоксин восстанавливает цитохром с). Восстановление цитохрома с
митохондриальной системой ингибируется в отсутствие адренодоксина или в
присутствии специфичных к нему антител (в такой же мере ингибируется и
восстановление Р-450); в мик-росомальной системе в этих условиях
ингибирование не наблюдается. Наоборот, антитела к цитохром с-редуктазе
ингибируют восстановление цитохромов с и Р-450 в микросомальной системе,
но не влияют на этот процесс в митохондриальной системе. Рассматриваемые
флавопротеиды являются, следовательно, совершенно разными и не
взаимозаменяемыми.
Механизм действия цитохромов Р-450 находится в стадии изучения; состояние
вопросов было недавно рассмотрено в работе [2463]. Предполагается, что
субстрат связывается с фер-ри-формой цитохрома Р-450, которая затем
восстанавливается в ферро-форму одной из цепей, изображенных на рис.
9.22. Для этой стадии требуется, вероятно, только один восстановительный
эквивалент. Затем молекула 02 присоединяется к атому железа
образовавшегося комплекса и реагирует с субстратом; в процес-
712
Глава 9
се, несомненно, участвует второй восстановительный эквивалент, но детали
механизма еще не выяснены. Субстратная специфичность определяется,
вероятно, только связывающим участком Р-450.
Большинство работ с рассматриваемыми системами проведено не с чистыми
компонентами, так как очень трудно отделить Р-450 от микросомальных
