Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
Пиридоксальфосфат служит простетической группой большого числа ферментов,
катализирующих несколько типов реакций с участием аминокислот, за
исключением реакций образования или гидролиза пептидных связей. В большом
классе реакций переаминирования пиридоксальфосфат выступает как
переносчик аминогрупп; в ряде других случаев реакции не могут быть столь
четко охарактеризованы.
Впервые кофактор в очищенном виде по'Лучили Гейл и Эппс [1490], а также
Браунштейн и Крицман [536] в 1943 г. при выделении кофермента
лизиндекарбоксилазы (КФ 4.1.1.18) и аспартат : пируват трансаминазы
соответственно. На следующий год Гунзалус и др. [1712] показали, что
пиридоксальфосфат (но не пиридоксаль) активирует тирозиндекарбоксилазу
(КФ 4.1.1.25); наконец, в 1952. г. Бэддилей и Матиас [225] установили
структуру соединения в результате полного синтеза.
Присоединение пиридоксальфосфата (иногда сокращенно обозначаемого PLP) к
апоферменту происходит весьма медленно; это позволяет предполагать, что
процесс является относительно сложным. По крайней мере для некоторых
случаев из-
н о NH,
\/ I "
с н-с-н
у с он Г1 пн
/\ I /\ I
НО-С С-СН2-О -Р-он. НО-С С-СН--О-Р-он
I II Д I ¦ II ' II
НзС-С СН ° НзС-с сн °
\ / ч / '
N , N
Пиридоксальфосфат Лиридоксаминфосфат
:-Рис. 9.24. Структура пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата.
718
Глава 9
А н Б
I
R -С -СООН R1-С-СООН
I II
N N
н-с н-с-н
I I
,СЧ ОН *¦ Г. он
//\ I //\ I-
но-с с-сн,-о-Р-он но-С С-СН2-О-Р-он
4 1! 11 I II 11
НзС -с сн ° н,с-с сн
V" V
Рис. 9.25. Шиффово основание, образуемся пиридоксальфосфатом.
вестно, что процесс связан с агрегацией субъединиц фермента в тетрамер
(сама по себе агрегация недостаточна для активации, фермента). В ряде
случаев было показано, что пиридоксальфос-фат образует шиффово основание
с боковым остатком лизина фермента, возможно, однако, что с группами
фермента связано несколько групп кофермента (в частности, альдегидная,
фосфатная, а также атом азота). Сродство кофермента к апофер-менту
значительно варьирует у разных ферментов.
Детали реакций, катализируемых PLP-протеидными ферментами, рассмотрены в
обзорах [2168] и '[4364], а также (с точки зрения стереохимии) в обзоре
[1171]; этот материал является, однако, слишком сложным, чтобы обсуждать
его здесь в полном объеме.
Характерной особенностью действия PLP является образование шиффова
основания в результате взаимодействия альдегидной группы с аминогруппой
субстратной аминокислоты (рис. 9.25,Л). Шиффово основание может
подвергаться тауто-меризации, как показано на рис. 9.25,5. Судьба
образовавшегося соединения зависит от природы апофермента, с которым
связан PLP, и от группы R. На основе приведенной общей схемы сразу же
становится ясным действие рацемаз аминокислот (группа КФ 5.1.1),
поскольку в форме Б утрачивается асимметрия а-углеродного атома. В случае
действия аминотрансфераз (группа КФ 2.6.1) происходит гидролиз двойной
связи в форме 5, в результате образуются пиридоксаминфосфат и оксокис-
лота, а при обращении этой реакции аминогруппа переносится на другую
оксокислоту [2230]; таким образом] PLP действует как переносчик
аминогруппы. При функционировании декарбоксилаз (ферменты КФ 4.1.1.12-
4.1.1.25, 4.1.1.53, 4.1.1.64) карбоксильная группа оказывается лабильной,
легко выделяется С02, а затем освобождается аминный продукт в результате
гидролиза по двойной связи в структуре Л. В ряде других случаев из
комплекса удаляется вода или некоторые другие молекулы;
Кофакторы ферментов
719
Длина волны, нм
Рис. 9.26. Спектры поглощения пиридоксальфосфата и его соединения с
глицином [445]. I - пиридоксальфосфат, II - пиридоксальфосфат+0,1 М
глицин.
Бикарбонатный буфер (pH 7,2).
с PLP остается связанным ненасыщенное соединение, которое затем
освобождается в результате гидролиза. В качестве примеров можно привести
ферменты, групп КФ 2.1.2, 4.1,99, 4.2.1, 4.2.99 и 4.4.1, а также ферменты
КФ 1.4.3.6, 2.3.1.37, 3.7.1.3 и 4.3.1.9. Таким образом, пиридоксальфосфат
является коферментом большого числа различных ферментов.
Пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат в ближней ультрафиолетовой области
имеют полосы поглощения при 395 и 330 нм соответственно. Спектр
поглощения пиридоксальфосфата показан на рис. 9.26; данные по спектрам
поглощения приведены в работах Браунштейна [532] и Дженкинса и Сайзера
[2230].
Спектрофотометрические исследования показали [445], что свободный
пиридоксальфосфат может неспецифически соединяться с аминокислотами в
отсутствие ферментов (рис. 9.26). При изучении переноса ЫН2-группы от
пиридоксамина было установлено [277], что образование шиффова основания
является относительно быстрой стадией; лимитирует скорость процесса
стадия таутомеризации, показанная на рис. 9.25. Было также найдено, что
Км пиридоксальфосфатных ферментов для их субстратов (аминокислот) в
большинстве случаев равны константам диссоциации и по крайней мере в
одном случае константа диссоциации и Км изменяются аналогичным образом
