Основы органической химии для студентов нехимических специальностей - Тейлор Г.
ISBN 5-03-000281-2
Скачать (прямая ссылка):
Сульфониевый катион, получающийся при этой реакции, является биологическим метилирующим агентом, превращаю-
са метильной группы, соединенной с атомом серы.
Тесно связан с АТР еще один нуклеотидный кофермент — аденозин-3',5'-монофосфат («циклический АМР»), который образуется из АТР под действием фермента аденилатциклазы.
Это очень важное соединение, участвующее в регуляции клеточных реакций. Известен ряд ферментов, которые существуют в активной и неактивной форме, и суммарная активность клеточных процессов, в которые включены эти ферменты, контролируется взаимопревращением активной и неактивной форм. Циклический АМР необходим для активации ряда таких ферментов и является одним из соединений, включенных в сложную последовательность реакций, связывающих выделение адреналина со стимуляцией расщепления гликогена и подавления его синтеза.
Уридиндифосфатглюкоза UDPG является промежуточным соединением в синтезе сахарозы в растениях. Этот кофермент реагирует с D-фруктозо-б-фосфатом с образованием уридин-дифосфата (UDP) и сахарозофосфата. Последний затем гидролизуется до сахарозы. В этой реакции UDPG алкилирует 2-гид-роксильную функцию D-фруктофуранозо-б-фосфата, превра-
nh2
щим группы —ОН и ^NH в —ОСН3 и yNCH3 за счет перено-
но—р------о он
о цик/ючесшы АМР
он
абремалин (эпинефрин) (природное соединение с ^-конфигурацией)
Ароматические соединения, нуклеиновые кислоты
325
сн7 о
О Р —о— Р—о
I I
он ОН
он
СН2ОН
(урацил—D-рибоза—фосфат—фосфат—la-D-глюкоза)
щая его в глюкозное производное. Известны некоторые другие нуклеотидные коферменты такого типа, действующие аналогичным образом, например гуанозиндифосфатманноза, уридинди-фосфатгалактоза, уридиндифосфатглюкозамин.
сн2он
н .
но
\г но{/ II I Г\Н
^------\ сн2—о—р—о—р=о но4]--------- :н2оро,н;
он он
он н
но
+ UDP
CH2OPOjH2
он
Общее направление взаимодействия определяется стереохимией ферментативной реакции между UDPG и D-фруктозо-б-фосфатом. Как UDPG, так и сахарозофосфат являются а-глю-козидами, так как суммарно перенос глюкозного фрагмента осуществляется с обращением конфигурации и любой механизм реакции должен объяснить это явление. Для алкилирования существует два возможных альтернативных механизма: SnI и Sn2. SnI-Процесс в живых системах маловероятен, поскольку промежуточно образующиеся карбокатионы обладают высокой энергией и чрезвычайно реакционноспособны, поэтому их реакции трудно контролируются. Б^-Механизм, который не включает такие высокореакционные интермедиаты, более подходит
326
Глава 19
для четкого регулирования, характерного для клеточных процессов, но всегда сопровождается обращением конфигурации реакционного центра (разд. 14.1).
Если UDPG непосредственно реагирует с фруктозо-6-фос-фатом по SnS-пути, то в результате должен образоваться не сахарозофосфат, а ее эпимер — глюкозо ——— фруктозо-6-фос-фат. Чтобы объяснить образование а-глюкозида, необходимо допустить возможность осуществления двухступенчатого процесса, при котором обе стадии протекают с обращением конфигурации. Полагают, что UDPG (а-глюкозид) переносит свою глюкозильную группу на фермент (реакция алкилирования) с образованием p-глюкозилфермента, который далее алкилирует фруктозо-6-фосфат, вновь давая а-глюкозильную группу. Можно видеть, что в этом процессе фермент действует не просто как матрица для организации близкого расположения реагентов, а играет в превращении активную химическую роль.
Никотинамидадениндинуклеотид (NAD+) и никотинамидаде-ниндинуклеотидфосфат (NADP+) [ранее называемые дифосфо-
NADP\ R = РО,Н2
(ЫАО=аденин—D-рибоза—фосфат—фосфат—D-рибоза—никотинамид)
пиридиннуклеотид (DPN) и трифосфопиридиннуклеотид (TPN) соответственно] часто включаются в реакции ферментативного окисления и восстановления. В обоих случаях активной химической группой является никотинамидная часть, подвергающаяся обратимому восстановлению, во время которого пиридиние-вый цикл восстанавливается до дигидропиридина при реакции
пирийиний- производное
катион 1,4-0игийропирийина
Ароматические соединения, нуклеиновые кислоты
327
с гидрид-ионом или с химически эквивалентным ионом водорода с двумя электронами. Эти два кофермента и их восстановленные производные могут использоваться как акцепторы или доноры Н- или электронов. Схематическое изображение реакций выглядит следующим образом:
H++2e+NAD+ =** NADH H++2e+NADP+ =** NADPH
Хотя коферменты отличаются только предельными структурами, в ферментативных реакциях каждого из них имеет место абсолютная специфичность. Вообще в процессах расщепления участвуют NAD+ и NADH, а в синтетических реакциях — NADP+ и NADPH. Полная специфичность одного и другого кофермента дает возможность контролировать эти процессы независимо (использование этих коферментов для стереохими-ческих целей см. разд. 21.1).
