Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Описанные особенности течения реакции при участии кофермента фолиевой
кислоты имеют большое значение, поскольку эти исследования отражают
возможности изме-
230
нения скорости ферментативных реакций только в зависимости от изменения
условий среды. Не изменяется ни количество фермента, ни кофермента.
Однако при отсутствии каких-либо дополнительных активаторов или в
нейтральной среде фолиевая кислота осуществляет перенос формильной группы
СН = О (ф) и формиминной СН - NH (фи) и окси-метилыюй группы СН2ОН (о)
посредством образования связи с И(5)-атомом ФИ4. При добавлении к среде
иона К+ или АТФ или при проведении реакции в сильно кислой среде
вышеперечисленные Сггруппы активируются этим коферментом в основном в
направлении образования связи с атомом N(io). Поскольку скорости
образования и распада связи Сггруппы с атомами N(10) и N(5)
птериопротеидов неодинаковы, скорость течения этой реакции может
усиливаться или замедляться под влиянием ряда факторов, меняющих только
относительную реактивность атомов N(5) и N(10), входящих в состав
коферментов. Различия в скоростях течения реакций, катализируемых ФН4,
могут быть не только при проявлении ее акцепторных свойств, но также при
действии этого кофермента в качестве донора Сггрупп.
При формилировании глутаминовой кислоты активной формой может быть ф5-
ФН4. При формилировании 5-амино-4-имидазол-карбоксимидриботида активными
группами являются ф10-ФН4, при образовании серина из глицина активной
группой служит о5-10-ФН4. Считается, что о5-10-ФН4 представляет собой
активную форму переноса группы СН2ОН(о). Это производное фолиевой кислоты
является донором оксиметильной группы (о), в то время как перенос
формильной группы (ф) осуществляется тремя разными соединениями: ф5-
ФН4 ф10-
~ФН4 и ф5_10~ФН4. Однако ф5-ФН4 редко участвует в реакции в качестве
донора формильной группы.
Существенным является то, что свободная энергия гидролиза этих трех
промежуточных соединений субстрата с коферментом разная: ф5_10-ФН4 больше
ф10-ФН4
и гораздо больше ф5-ФН4. Свободная энергия гидролиза первых двух
соединений не меньше 6 шал/моль, в то время как для ф5-ФН4 - порядка 2
ккал/моль.
Механизм переноса с помощью ФН4 различных Q-rpynn (ф, фи, ме, о и др.)
связан с функционированием двух разных участков молекулы
тетрагидрофолиевой кислоты (ФН4) с атомом N(5), входящим в состав
птеринового кольца,
231
и с атомом N(io), принадлежащим остатку р-аминобензой-ной кислоты. При
переносе указанных групп могут образовываться различные формы производных
ФН4. В случае переноса формильного остатка (ф) в зависимости от участия в
реакции атомов N(5) или N(10) могут образовываться ф5-ФН4 (формула /);
ф10-ФН4 (формула II), а также циклическое производное ф5_10-ФН4 (формула
III). В реакциях, связанных с переносом оксиметилыюй группы - СН2ОН(о),
наиболее существенное значение имеют аналогичные изомеры - N(5), N(10) и
N(5_10) - оксиме-тиловое производное (формула HI).
сно
HN
h2n :\'
CM "R _рз
Из изложенного видно, что атомы N(6) и N(10) играют важную роль в
процессе превращения глицина в серии.
Таким образом, в зависимости от того, какое промежуточное соединение
преимущественно образуется при конкретных условиях осуществления данной
реакции, будет та или иная скорость переноса атомных групп фолиевой
кислотой. Изменение этих условий таким образом, что промежуточным
соединением становится активная форма фоЛиевого кофермента,
осуществляющая гидролиз с максимальной
232
скоростью, вместо др\ гой активной формы, гидролизующей более медленно,
может проявиться как активация фермента, т. е. как его индукция.
Детальный анализ поведения фолиевой кислоты как кофермента был проведен
Пюльма-ном под углом зрения особенности электронной структуры этого
соединения.
Остановимся коротко только на основных моментах эгого явления. Из трех
фрагментов, входящих в состав фолиевой кислоты (замещенное птеридиновое
кольцо, остаток парааминобензойной кислоты и остаток глутаминовой
кислоты), основное значение для функции кофермента имеют два первых
фрагмента. Они оба представляют собой сопряженную систему, состоящую из
подвижных 28л-электроиов обеих этих частей и неподеленной пары электронов
от NH-группы остатка глутаминовой кислоты. Кроме того, считают, что
подвижные электроны обоих этих фрагментов объединяются благодаря
сверхсопряжению группы СН2. Такого сверхсопряжения нет в
тетрагидрофолиевой кислоте (ФН4). Поскольку CG насыщен, ФН4
рассматривается как соединение, в состав которого входят две
изолированные сопряженные системы л-электронов: одна из 12, другая из 14
электронов; ф5-ФН4, ф10-ФН4 и о5_10-ФН4 подобным же образом имеют две
несопряженные системы электронов. Наряду с этим две л,-электронные
сопряженные системы молекулы ф5-10-ФН4 связаны между собой метиленовой
группой в форме сверхсопря-жепия.
Ниже приведены электронные свойства атомов тетра-гидрофолиевой кислоты,
где верхний ряд - распределение электронных зарядов, нижний - индексы
