сильно различающихся процессах, как метаболизм пировиноградной кислоты и фиксация азота. Ферридоксины содержат железо-серные группировки; они присоединены к белкам с низкой молекулярной массой и обладают сильным отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом. Источником ферридоксинов могут служить многие зеленые растения, а также некоторые фотосинтезирую-щие и другие бактерии. В состав молекулы ферридоксинов входит от 4 до 7 атомов железа в зависимости от источника выделения (например, ферридоксин, получаемый из Clostridia, содержит 7 атомов железа), которые, по-видимому, соединены с равным числом цистеиновых остатков белка. Кроме того, молекула ферридоксина содержит столько же атомов серы, неустойчивых к действию кислоты (в виде неорганического сульфида или очень нестабильных органических группировок, разлагающихся с выделением H2S при подкислении). Модель активного центра изображена на схеме 8.7. В настоящее время известны и хорошо изучены простые неорганические модели

(аа).^ (м),^ ^,(аа)ч /aa)av

Cys' Cys' Cys CysysSS ssss

(aa),

S

i I

Cys

V V Ns/ V V 4-' 4

i i i

Cys Cys^

(aa)3 (aa)j'

ферридоксин 8.7

этой железо-серной системы, сходные с рассматриваемыми ко-ферментами как по структуре, так и по электронному строению [13].

Для выяснения последовательности стадий и идентификации^ промежуточных соединений методами спектрофотометрии и. ]Н-ЯМР-спектроскопии были изучены две реакционные системы I и II, в которых из простых реагентов образуется имеющий биологическое значение комплекс [Fe4S4(SPh)4]2-. Мольные соотношения реагентов в системах I и II составляют PhS~ : FeCl3: : S = 3,5: 1 : 1 и ^5:1:1 соответственно, а в качестве реакционной среды используются ацетонитрил и метанол. В системе I первое идентифицируемое промежуточное соединение представляет собой адамантаноподобный комплекс [Fe4(SPh) 10]2~, который в обоих растворителях взаимодействует с серой по принципу «все или ничего» с образованием I. Других промежуточных продуктов в этой системе не обнаружено. В системе II вначале образуется тетраэдрический комплекс [Fe(SPh)4]2_, который затем, реагируя с серой в среде ацетонитрила, превращается в двухъядерный кластер [Fe2S2(SPh)4]2_. Таким образом, система II представляет собой первый пример процесса, приводящего к образованию четырехъядерного кластера через промежуточные одно- и двухъядерные комплексы. В среде метанола образование I из исходных реагентов протекает количественно, что было показано спектрофотометрическими измерениями [14].

8.3. Коферменты, не обладающие

окислительно-восстановительными свойствами

Существует большое число коферментов, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами. К ним относятся тиаминпирофосфат (витамин Bi)t пиридоксальфосфат (витамин В6), фолиевая кислота (птероилглутаминовая кислота), биотин, S-аденозилметионин, витамины A, D, Е и К, кофермент А, ионы металлов, такие, как Zn2+, Mg2+, Cu2+ и Со2+ (большинство из которых неспособно выступать в роли эффективных переносчиков электронов), «ацилпереносящий белок», аденозинмоно-, ди-и трифосфат, глутатион и другие. Большинство этих коферментов рассматривается ниже.

8.3.1. Тиаминпирофосфат (витамин Bj)

Тиаминпирофосфат, широко распространенный в живых организмах, был впервые обнаружен как компонент питания, необходимый для предупреждения полиневрита у птиц и болезни бери-бери у человека. Структура этого кофермента показана на схеме 8.8, из которой видно, что его молекула содержит два ге-тероцикла — пиримидиновый и тиазолиевый [15]. В кристаллическом состоянии витамин Bi был получен впервые в 1925 г. Он принимает участие в самых разнообразных ферментативных реакциях, таких, как окислительное и безокислительное декарбоксилирование а-кетокислот и образование а-кетолов (ацилои-нов). Более подробно механизм его действия рассмотрен в гл. 7.

Вначале катализируемого тиамином декарбоксилирования пировиноградной кислоты образуется метил-2-гидрокси-2-(2-тиамин)этилфосфона.т (фосфалактилтиамин) — фосфонат-ный аналог 2-(1-карбокои-1-гидроксиэтил)тиамина. Структурное исследование фосфалактилтиамина показало, что тиаминовая часть его молекулы находится в S-конформации, характерной для других С (2)-замещенных тиаминов. Однако в отличие от ранее изученных производных фосфалактильный фрагмент находится в такой конформации, что его гидроксильная группа располагается вблизи мостиковой метиленовой группы, а не атома серы тиазолиевого кольца, и связь с фосфонатной группой ориентирована перпендикулярно плоскости цикла. Этот результат согласуется с данными, полученными методом ЯМР. На основании структуры можно заключить, что при катализируемом тиамином декарбоксилировании пирувата действуют принципы наименьшей подвижности и максимального перекрывания орбиталей, поскольку наблюдаемое строение соответствует теоретическим представлениям о структуре 2-(а-лактил)тиаминдифос-фата [161.

8.3.2. Пиридоксальфосфат (витамин В6)

Пиридоксальфосфат 8.9 (витами