тивного трансаминирования. Наиболее высокий выход оптически активного изомера (23—61%) был достигнут в катализируемой хиральным пиридоксамином реакции трансаминировавия фенилпировиноградной кислоты с образованием R-фенила-нЛанина [20].

В соответствии с давно принятым постулатом в активном центре пиридоксальфосфат-зависимых ферментов, таких, как аминотрансферазы (трансаминазы), конъюгат аминокислоты с пиридоксальфосфатом ориентирован таким образом, чтобы связь с а-водородным атомом располагалась почти перпендикулярно плоскости пиридинового цикла. Фермент способен катализиро (S) R=CH3

Рис. 8.2. Образование оптически активной аминокислоты путем трансамини-рования оптически неактивной а-кетокислоты под действием хирального производного пиридоксамина. Из работы: Tachibana Y., Ando М., Kuzuhara Н.,

Chem. Lett., 1982, 1765.

вать реакцию образования а-кетокислоты, исходя только из одного оптического изомера аминокислоты. Следовательно, при протекании реакции в обратном направлении из а-кетокислоты образуется та же самая энантиомерная форма аминокислоты. Во всех изученных к настоящему времени ферментах протонирование промежуточного имина всегда осуществляется со стороны si по положению С-4' молекулы кофактора, так что присоединяется или отрывается pro-S атом водорода (Н8) пиридокс-аминфосфата. Под действием аланинаминотрансферазы значительное количество а-водородных атомов L-аланина присоединяется в положение С-4'. Это свидетельствует о том, что внутримолекулярное поверхностное прототропное 1,3-смещение происходит с участием одной основной группы фермента. Трансаминиро-вание ферментного конъюгата L-аланином приводит к высвобождению в активном центре е-аминогруппы лизина. Однако в случае другого родственного фермента — аспартатаминотранс-феразы — эта группа, по-видимому, не играет существенной роН Н

^С—С02

NH3 + глицин

Н H

><- СО;

I

H N

\f 1

R

но-сн3 сог

с—н I

NH2 НО-СН2 С02

H N х -/

н-с

Н

N

R

is серия

Н-О-СН, Но

С-< 1 О + NH3

+

Н N—

V

I

R

фермент - пиридонсалевый комплекс

Н

1 + -CH-.0

(срсрмальЗегид)

I

R

2 |-СО;

НО—СН: Н

НСр-СНа COj

Н__^ N X

R

4 | +HjO +

нопь со2-о

(8 16]

н

н

срермент-пиридоксаминсвьпх комплекс

R

НОСН2^ .н о*

N11, +

этанолсинин

I

НО-СН2 Н

,N

н

ли в определении стереохимии протонирования. По имеющимся данным, в состав активного центра аспартатаминотрансферазы входит остаток гистидина.

Если конъюгат аминокислоты и пиридоксальфосфата ориентирован в активном центре фермента таким образом, что карбоксильная группа располагается перпендикулярно плоскости конъюгата, то пространственные и электронные факторы благоприятствуют протеканию реакции декарбоксилирования. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что при катализе а-декарбоксилазами пространственное расположение атомов вокруг связи а-С—N определяется связыванием перифери

о

(8.17)

ческой группы в полностью вытянутой боковой цепи аминокислотного остатка. Промежуточное иминосоединение обычно протонируется по а-углеродно//////////////////////////

му атому, что в конечном итоге приводит к высвобождению амина. Теоретически это протонирование может осуществляться с обеих сторон плоскости имина, однако было установлено, что декарбоксилирование L-тирозина, L-лизина, L-глутамата и ь-гистидина под действием соответствующих декарбоксилаз протекает с сохранением конфигурации. Иногда наблюдается частичное протонирование положения С-4' молекулы кофактора, что приводит к образованию неактивного конъюгата фермента с пиридоксаминфосфатом.

В случае глутаматдекарбоксилазы протонирование положения С-4' молекулы кофактора осуществляется со стороны si, так же как это имеет место при катализе трансаминазами. Таким образом, все реакции протекают только с одной стороны плоскости кофермент-субстратного конъюгата, а другая сторона остается недоступной (рис. 8.3) [21].

8.3.3. Тетрагидрофолиевая кислота

Молекула тетрагидрофолиевой кислоты (FH4) образована остатками восстановленного птерина, м-аминобензойной и L-глутаминовой кислот. Ее строение показано на схеме 8.11. Коферменты на основе FH4 участвуют в реакциях переноса одноугле-родных фрагментов, соответствующих по состоянию окисления формиату, формальдегиду и метанолу. При переносе формаль-дегидного фрагмента соответствующий аддукт может существовать в четырех структурных формах: г>]ш-формил-РН4, Ы5-фор-мил-FRi, №-формимино-РН4 и Ы5,№°-метилен-РН4.

H2N

О

СО2Н

I

сн*

I

СН2

ОСН2—N—/ У—С—N—СН—СОАН

? 10 4=/

тетрагидрофолиевая кислота (FH^ 8 11

сн2

N*,N'°- метилен- FH+ 8 12

реагента: глицин активируется пиридоксальфосфатом, а формальдегид — тетрагидрофолиевой кислотой.

Соответствующим образом замещенные имидазолиновые и имидазолидиновые производные также способны выступать в качестве переносчиков углерода, действуя по механизмам, аналогичным наблюдаемым в случае 1М5,1М10-метин- и 1М5,Ы10-метилен-тетрагидрофолатных кофер