атывается" клетками в форме более длинного профермента с мол. весом ~ 37 ООО, который расщепляется на две полипептидные цепи. Один полипептид, с мол. весом ~ 28 ООО содержит N-концевой пирувоильный остаток, а* другой с мол. весом -—9000 содержит С-концевой серии [58]. Активация протекает самопроизвольно при инкубации профермента в течение 24—48 ч при рН 7 и 37 °С. Замещенные остатки серина в слабощелочной среде легко подвергаются а,р-элиминированию с образованием остатков дегидроаланина. Превращение профермента в активную гистидиндекарбоксилазу могло происходить в результате такого элиминирования с последующим избирательным гидролизом '[уравнение' (8-31)] [58].

О

OY I

СНГ

Таутомеризации и гидролиз

I Н H,N + О—С—С—N

(8-31)

Лирувоильная группа

Эта гистидиндекарбоксилаза необычна и в том отношении, что молекула фермента содержит по 5 субъединиц из цепей с мол. весом 9000 и 28 ООО и обладает поворотной симметрией пятого порядка. Профермент также является пентамером.

2. Треониндегидратаза

В то время как треониндегидратазы большинства бактерий требуют PLP, ферменты из Pseudomonas ptdida [59] и из печени овцы обходятся без PLP. Кофактором в треониндегидратазе печени овцы является а-кетобутирильная группа [60] (читатель может поразмыслить над тем, из какой аминокислоты получается эта простетическая группа)1).

3. Уроканаза

1) В опубликованной сравнительно недавно работе [60а] сообщается, однако, что ькофермеитом является PLP. Возможно, существуют изоферменты двух типов.

Катаболизм гистидина в большинстве организмов начинается с элиминирования NH3 [уравнение (8-32), стадия а].

*н,о

о *\ н

—NH *Н Н

ИмиЬазолонпропионовая писпота

(8-32)

Реакция несколько необычна, поскольку элиминируемый нуклеофиль-ный заместитель расположен при а-углеродном атоме, а не при р-угле-роде [сравни уравнение (7-41); направление обратное]. На второй стадии другой необычный фермент, уроканаза, превращает уроканиновую кислоту в имидазолонпропионовую кислоту [уравнение (8-32), стадия б]. Путем восстановления уроканазы из Pseudomonas putida 3Н-содержащим NaBH4 было показано, что белок содержит N-конце-вой а-кетобутирильный остаток [61].

Каталитическую реакцию [уравнение (8-32), стадия б] можно представить себе как 1,4-присоединение молекулы воды к уроканино-вой кислоте с последующей перегруппировкой [уравнение (8-33)].NH

4. Пролинредуктаза

Фермент, необходимый для анаэробного распада пролина [62а]г использует для восстановительного раскрытия кольца особый белок, содержащий дитиол:

Подобно гистидиндекарбоксилазе, фермент содержит N-концевой остаток пирувата. Ходжинс и Эйбелес [63] предположили образование положительно заряженного шиффова основания с субстратом [уравнение (8-35)].

соон

СООН

N

Н,С—с

с

н,с

, ^? HN—'Фермент

HS SH —Фермент ~Л~-~~1-~.?

L~E

4N Н+ ОН

4f~H2o

Шиффово основание

н3с

/VЕ

I

HN—Фермент

Гидролиз шиффова основания и кетонизация

ОNH2 соо(8-35)

Механизм разрыва связи не установлен, однако предполагается, что» имеет место последовательность реакций, показанная в уравнении (8-35).

5. Гистидин- и феиилаланиндезаминазы (аммиак-лиазы)

Возвращаясь к стадии а в уравнении (8-32), отметим следующее: структура субстрата такова, что вряд ли можно было ожидать легкого» элиминирования а-аминогруппы. Таким образом, не удивительно, что» в ферменте L-гистидин — аммиак-лиаза имеется особый активный

Последняя образуется в высших растениях и превращается в ошеломляюще большое число производных (дополнение 12-Б; гл.14, разд. 3.6). Если в {5-положение ввести 2Н, то кинетический изотопный эффект не обнаруживается. По-видимому, лимитирующей стадией является освобождение аммиака из коферментной группы, и фермент должен каким-то образом существенно улучшить свойства аминогруппы как уходящей группы.

Оба фермента ингибируются боргидридом натрия, а также нитро-метаном. Имеются данные, что оба фермента содержат N-концевые остатки дегидроаланина, аминогруппы которых существуют в форме шиффовых оснований, возможно с альдегидными группами, возникающими при окислении боковых цепей остатков серина [65, 66]. Предложен возможный механизм действия ферментов, основанный на этом допущении. Выдвинуто предположение о возможном участии переходного металла [66а].

Все механизмы, описанные в этом разделе, следует рассматривать как чисто гипотетические. Поскольку все они включают аномальную реакционноспособность связанных кетокислот, то на деле все обстоит, по-видимому, сложнее.

Ж. Коферменты переноса водорода

Одной из наиболее универсальных реакций биологического окисления является дегидрирование алкоголя до кетона или альдегида:

Н—С—ОН С=0 + 2[Н]. (8-37)

I I

В начале этого века было обнаружено, что два удаляемых атома водорода перемещаются на водородпереносящие коферменты, такие, как никотинамидадениндинуклеотид (NAD) никотинамидадениндинуклео-тидфосфат (NADP), флавинадениндинуклеотид (FAD) и рибофлавин-5'-фосфат (называемый также флавинмоно