Тиаминовые ферменты - Кочетов Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
Какое то количество субстратов-акцепторов могло бы, в принципе, образоваться из фруктозо 6-фосфата под действием только транскетолазы и только трансальдола-зы (соответственно эритрозо-4-фосфата и глицеральде-гид-3-фосфата). Но их было бы так мало, что они не смогли бы выполнять функцию субстратов-акцепторов в соответствующей реакции. Например, концентрация эрит-розо-4-фосфата, образовавшегося из фруктозо-6-фосфата под действием транскетолазы, была бы не выше ЫО-8 М (именно такая концентрация транскетолазы была в рассматриваемых опытах). А это примерно в 1000 раз меньше, чем величина Кт для этого субстрата с транс-альдолазой [387].
199
Таким образом, приведенные экспериментальные данные очень трудно объяснить исходя из обычных представлений о действии двух индивидуальных ферментов, находящихся в растворе. Однако с точки зрения существования комплекса транскетолазы с трансальдола-зой, о чем говорилось выше, это сделать значительно проще, Имеется в виду возможность сопряженного действия указанных ферментов без высвобождения в среду промежуточных продуктов реакции. В этом случае каждый из этих промежуточных продуктов, образуясь под действием одного из ферментов комплекса, сразу же вступал бы в реакцию, катализируемую другим ферментом комплекса.
Ксмлулозо - 5 - |]>осф«1 л Трянскв - _ /
фруктоэп -6 -itrfx-фат * тола'а» * Гликольальдегид—траигкетоляэа * эригроэо - 4 фосфа Трапсальдо-
Фруктозе - в - фосфат у*эа ¦ ¦ *• Ди ксаацетов—траж ал ьдолааа ¦ глнцеральдегяд -3 - фосфа?
Седог.ептудово - 7•• фосфат
Такое сопряженное действие указанных ферментов представляется важным с биологической точки зрения, гак как оно не зависит от концентрации свободных субстратов-акцепторов в среде и может так же эффективно происходить н в их отсутствие, при наличии лишь тотько одного фруктозо 6 фосфита. Особенно важно это еще и потому, что образование фосфопснтоз в живом организме осуществляется за счег пеокнелптельпых реакций нентозного пути превращения углеводов — трапскето-лазной и трансальдолазной, а исходный субстрат в этом процессе — фруктозо-6-фосфат [6, 90, 224, 340, 453, 473].
Раньше было принято делить все ферменты на две группы — «растворимые» и «нерастворимые», подразумевая под последними ферменты, включенные в состав различных структурных компонентов клетки. Последнее время, однако, накапливается все больше данных, указывающих на условность такого деления. По-видимому, все ферменты или по крайней мере — большинство из них так или иначе структурно объединены между собой. Или в простые функциональные комплексы, или в более сложные полифункциональные единицы. Экспериментальные данные, приведенные в настоящем разделе,— лишнее тому подтверждение.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полный распад траискетолазы пекарских дрожжей на субъединицы, как при щелочной денатурации, так и при сильном разведении ферментного раствора, осуществлялся ъ отсутствие добавленного извне меркаптоэтанола или других каких-либо сульфгидрильных соединений [71, 119]. Это указывает на то, что субъединицы в молекуле траискетолазы не связаны между собой ди-сульфидными связями. Аналогичный вывод (об отсутствии межсубъединичных дисульфидных связей) следует и из экспериментальных данных, полученных с другими тиампновыми ферментами [10, 68, 99, 177, 512, 531].
Способность к спонтанной диссоциации на субъединицы, в результате чего устанавливается равновесие между мономерной и олигомерной формами фермента, характерна не только для траискетолазы, но и для других представителей тиаминовой группы ферментов. Это четко показано для оксоглутаратдекарбоксилазного компонента оксоглутаратдегидрогсиазного комплекса грудной мышцы голубя [10], а также для пируватдекарбоксилазы 'пекарских дрожжей [177].
В последнем случае равновесие димер^мономер сдвигается вправо при смещении pH от 7,0 в щелочную сторону. И наоборот, наблюдается сдвиг в левую сторону, когда в систему добавляли кофакторы (тиаминпирофосфат и магний). В их присутствии и при постепенном изменении pH от 8,5 до 6,5 фермент полностью переходил в димерную форму и по свойствам не отличался от исходного нативного фермента. В тех же условиях, но в отсутствие кофакторов также наблюдался переход мономерной формы в димерную, но только не полностью.
8 Г. А. Кочетов
201
Щелочная среда способствовала диссоциации на субъединицы и апотранскетолазы пекарских дрожжей. Диссоциация наблюдалась уже при pH 7,6 (при низкой концентрации фермента), и с повышением pH она уси-ливалась. Наличие в среде кофакторов — тиаминпирофосфата и двухвалентных катионов, взятых в насыщающих концентрациях, благоприятствовало переходу фер* мента в димерную форму [2], однако часть его все еще присутствовала в мономерной форме, в 'противоположность тому, что только что говорилось для пируватдекарбоксилазы. Причина этого может заключаться в том, что эксперименты проводили в неидентичных условиях: с пи-руватдекарбоксилазой — при pH 6,5 (оптимум каталитической активности данного фермента), а с транскетолазой—при pH 7,6 (оптимум транскетолазной активности). Таким образом, во втором случае значение pH не оптимально для димерной формы фермента.
