Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
пирофосфат. Механизм, предложенный впервые Бергом [366, 367] для ацетил-
СоА-синтетазы (КФ 6.2.1.1), включает образование в качестве интермедиата
соединения ацил-АМР:
ADP-Pj + Е + С02 = (ADP-Pj-Е-С02),
(7.90)
(7.91)
^1 Е~С02\ -}- Пропионил-Со-\
= Е + ADP + Pi + Метилмалонил-СоА. (7.92)
АМР-PPt 4- Ацетат = Ацетил-АМР + PPi, Ацетил-АМР + СоА = Ацетил-СоА -)-
АМР.
(7.93)
(7.94)
Такой механизм согласуется, во-первых, с тем, что и ацетат, ¦и СоА
необходимы для осуществления обмена АМР-АТР, и,
478
Глава 7
во-вторых, с тем, что для реакции обмена ацетат - ацетил-СоА необходимы
АМР и пирофосфат. Ни одним из механизмов, приведенных в табл. 7.6, эти
факты объяснить нельзя.
Ацетил-АМР получен химическим путем и показано, что аце-тил-СоА -
синтетаза катализирует реакцию
приблизительно с такой же скоростью, как и обмен PPi-АТР в присутствии
ацетата. Фермент катализирует также образование ацетил-СоА из ацетил-АМР.
Следует обметить еще одно отличие рассматриваемых реакций от реакций, в
ходе которых образуется ADP, а именно: АТР реагирует непосредственно с
субстратом, а не путем двухстадийного переноса с участием определенной
группы фермента.
Аргининосукцинат-синтетаза (КФ 6.3.4.5) катализирует реакцию, которая
(принимая во внимание, что ферменты часто "не различают" =0- и = NH-
rpynraa) весьма сходна с реакцией образования пептидной связи.
Механизм этой реакции, предложенный Греем [1637], приведен на рис. 7.18.
Хотя некоторые из синтетаз группы КФ 6.3.2 синтезируют из аминокислот
пептиды (примерами такого рода могут служить рассмотренные выше
глутамилцистеинсинтетаза и глутатионсин-тетаза), синтез пептидной цепи со
специфической последовательностью (как это происходит при биосинтезе
ферментов и других белков) осуществляется совершенно другим образом.
Участвующая в этом процессе сложная система описана в гл. 11. Для ее
действия абсолютно необходим набор специальных синтетаз, входящих в
группу КФ 6.1.1.; механизм действия этих синтетаз рассмотрен в гл. 11.
Каждой из аминокислот соответствует собственный фермент из этой группы,
который высокоспецифичен по отношению к ней; функция каждого из ферментов
заключается в присоединении именно "своей" аминокислоты к той
транспортной РНК (тРНК), которая содержит антикодон, соответствующий
кодону данной аминокислоты. Это приводит к синтезу такой белко-
Ацетил-АМР + PPi -----> АТР -(- Ацетат
(7.95)
NH
СООН NH СООН
СОН H2NCH С-NH-СН
NH
СН2 NH СН2
1=1 I СООН (СН2)з СООН
chnh,
ТР I
СООН + АМР + Н4Р20.
4-
(7.96)
chnh2
| + АТР
СООН
L-цитруллин L-аспартат
L-аргининосукцинат
Механизм действия ферментов
479
NH О О
II ,8 II II
С-о: "* Р-т -Оу - Р - *0 -
1 н /V |
NH (r)0 О 1 1 О(r) 1
R Ad
Цитруллин,
меченный "О
со2(r) NH о
1 /" II 18 II
сн-nh2 1 с-г 1 -°JT -р-( 1
сн2 1 1 NH I 1 о !
со2(r) 1 R 1 Ad
NH
I I 18
с-о-
NH
I
R
СО,0
I
НС-NH-
I
сн2
со,(r)
0
II
- Р- о(r)
1
0
1
Ad
NH
NH
!
0
1
Ad AMP, меченный 18 О
=Рис. 7.18. Механизм реакции, катализируемой аргининосукцинат-синтетазой,
иллюстрирующий судьбу метки 180.
вой цепи, аминокислотная последовательность которой определяется
последовательностью кодонов в молекуле нуклеиновой кислоты. Поскольку
этот процесс является основой механизма жизнедеятельности, роль
рассматриваемой группы синтетаз чрезвычайно велика. Следует подчеркнуть,
что эти ферменты не участвуют непосредственно в образовании пептидных
связей белка, их функция заключается в том, чтобы присоединять
использующиеся при синтезе белка аминокислоты только к специфическим для
них тРНК.
Молекулярная структура этих ферментов обеспечивает реализацию
генетического кода. В активном центре каждого фермента имеются три
связывающих участка; один из них специфически взаимодействует с молекулой
определенной аминокислоты, другой - с АТР, а третий - с соответствующей
тРНК, к которой проявляется очень высокая специфичность. тРНК является
относительно крупным субстратом (по размеру она соответствует половине
молекулы фермента или субъединицы). Молекулы разных тРНК имеют
практически одинаковую форму, но различаются по своей химической
структуре (см. рис. 11.5), к которой (или по крайней мере к части
которой) ферменты и проявляют специфичность; очевидно также, что
специфически связывается с ферментом не та часть молекулы тРНК, в которой
находится кодон. По-видимому, нет особых химических предпосылок,
объясняющих, почему данный кодон соответствует определенной аминокислоте
или почему данная синтетаза должна быть специфичной к тРНК, несущей
определенный кодон. Функционирование всей системы биосинтеза белка
обеспечивается просто тем, что молекулярная структура каждой из синтетаз
480
Глава 7
специфична, с одной стороны, к определенной аминокислоте, а с другой - к
структуре тРНК, в которой находится соответствующий кодон.
Механизм действия синтетаз этой группы до конца не ясен и, вероятно, он
не вполне одинаков у разных ферментов. Действительно, нет оснований
