Тиаминовые ферменты - Кочетов Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
II II
Тетрагидротиаминпирофосфат (///)
o/\n^XNH, ^S^CHj-CH*—о-p—о—р—он
HN/4/CI4S
I I II I
о- о-
2'-Окситиаминпирофосфат (/V')
21
N-
СНз
f I
xs ^NzHo—сн2—о—р2овн3
Тиазолпирофосфат (V)
—/ СНз I I °°
A Jx X и и
1I,C S XCH2—Cl! .—О—P—О—P—Ol (
I I
o- o~
Тиохромпирофосфат (VI)
yCHo + .CHg
N^V NN-----------7/
1 I I
\mlt \C/
о
ILc/^^^NHa XCH2—СН,—О—P—О—P—Of I
I I
o- o-
N-1-Пиридиновый аналог (VII)
/\/с1Чй—/СНз
I 1 I I ? »
H3C/4N \Un 4S/4CH2-CH, O-P-O-P-OH
o- O'
TV-3-Пиридиновый аналог (VIII)
/СН,
О О
№
/сн=\й.
R /XN^^NHa ^s/^CHo—СН2—О—Р—О—Р—Ot I
A- d-
2'-Этилтиаминпирофосфат: R=—С2Н6 (IX)
2'-н-Бутилтиаминпирофосфат: R=—C4He (X)
2/-Меточситиаминпирофосфат: R=—ОСН3 (XI)
ч СН2ч + X v \N-
СН,
XS/XCHa-CH,-Rl Тиамин: R=—Н; Rx=—ОН
22
(\//)
Оксиэтилтиамин: R=—СНОНСН3; Ri=—ОН {XIII)
Оксиэтилтиамнипирофосфат: R -=—СНОНСН3;
Ri=—О—P2OeH3 (XIV)
Диоксиэтилтиаминпирофосфат: R=—СНОНСН2ОН
Ri=—О—P2OeH8 (XV)
Важная роль в расшифровке механизма действия тиаминовых ферментов принадлежит работам японских авторов, которые показали в условиях модельной системы, что тиамин (XII) и многие производные тиазола способны катализировать образование бензоина из двух молекул бензальдегида. В тех же условиях происходило декарбоксилирование пирувата и образование ацетоина [3591.
Решение проблемы тпаминового катализа резко продвинулось вперед после того, как Бреслоу и сотр. [103—106] обнаружили, что водород во втором положении тиазолового кольца тиамина достаточно лабилен и в физиологических условиях способен обмениваться с дейтерием, находящимся в растворе. Отсюда следовало предположение, что при диссоциации этого водорода может образоваться анион и получившийся при этом цвиттерион является активной формой тиамина, которая и реагирует с карбонильной частью различных субстратов. В случае, например, пировиноградной кислоты это мыслилось так, как показано ниже:
сн сосоо
т+ - /
1
\
1 ^ 1
НС II +н+ ---С
\s/\ \s/\
/ XVI
\n- ¦
II
СНя Я <
N5—/
yy\s/\ |VC\SA
но—с но—с/
I I
— соон н
XVII XIII
23
Все последующие исследования, проведенные на модельных системах, подтвердили выдвинутую точку зрения. Так, в опытах с различными аналогами тиамина было показано, что пиримидиновое кольцо не является необходимым для каталитического действия, хотя и повышает реакционность тиазолового кольца [560]. Введение метнльной группы во второе положение тиазолового кольца лишает тиампн его каталитических свойств в модельных системах [105] и витаминных свойств — в биологических системах [89].
В опытах с тиамином и пируватом ацетоина образовывалось больше в том случае, если в систему добавляли ацетальдегид. Количество декарбоксилированиого пирувата при этом изменялось незначительно. В отсутствие ацетальдегида, кроме ацетоина, образуется еще ацетолактат [290, 559], причем если С02 начинает выделяться сразу же после добавления тиамина к пирувату, то ацетолактат в инкубационной среде обнаруживается с некоторым запозданием (260]. Все эти данные указывали на то, что при декарбоксилировании пирувата сначала образуется промежуточное производное тиамина («активный ацетальдегид»), которое или взаимодействует со второй молекулой пирувата, давая ацетолактат, или, при наличии в среде свободного ацетальдегида, переходит в ацетоин.
Активный ацетальдегид, т. е. оксиэтилтиамин (XIII), был синтезирован [311, 313], а также выделен из инкубационной смеси, содержавшей тиамин и ацетальдегид [309, 357]. Полученный синтетически оксиэтилтиамин взаимодействовал с добавленным ацетальдегидом, образуя ацетоин [312], и был практически так же эффективен, как и тиамин при выращивании Lactobacillus fcrmenti
[311].
При инкубации пирофосфорного производного тиамина— тиаминпирофосфата — с меченным по углероду ацетальдегидом образовывалось производное тнамин-пирофосфата с той же величиной удельной радиоактивности, что и исходный ацетальдегид [316]. После отщепления пирофосфата продукт был идентифицирован, как оксиэтилтиамин. Кроме ацетальдегидного производного тиаминпирофосфата, из инкубационной смеси было изолировано и идентифицировано также и ацетоинпро' изводное кофермента [313].
