кторов регуляции метаболизма; явления, которые мы здесь обсуждали, могут быть частью таких механизмов регуляции.

*»« i лаьа о

б. Модификация NADH в кислоте

Восстановленные пиридиннуклеотиды быстро разрушаются в разбавленной НС1 и более медленно при рН 7; эти реакции катализируются кислотами, содержащимися в буферных растворах [92—95]. По-видимому, кольцо восстановленного никотинамида вначале протониру-ется при атоме С-5, а затем нуклеофил Y- присоединяется в положение б"Нуклеофилом может быть ОН-, и в таком случае образующийся ад-дукт может подвергаться дальнейшим превращениям. Вода может, например, присоединяться также ко второй двойной связи, после чего соединение может подвергаться дециклизации по любую сторону от атома азота. Начальные стадии реакции модификации частично обратимы, однако суммарная реакция необратима. Продукт с неожиданной структурой, возникающий в результате кислотной модификации NADH,. был охарактеризован путем определения структуры его кристаллов [96]:

модификации NADH

Группой Y на схеме (8-48) является 2/-гидроксил рибозного кольца. Чтобы этот гидроксил мог вступить в реакцию, ^-конфигурация глико-зидной связи должна измениться в а-конфигурацию. Читатель может пытаться объяснить, каков возможный механизм катализируемой кислотой эпимеризации при С-1', предшествующей присоединению.

Упомянутые выше реакции привлекли значительный интерес, поскольку глицеральдегид-3-фосфат — дегидрогеназа в побочной реакции превращает NADH в соединение, обозначаемое как NADH-X, свойства которого сходны со свойствами продукта кислотной модификации. В этом случае реакция NADH-X с АТР и ферментом из дрожжей приводит к регенерированию NADH. Часто обсуждается возможность участия подобных химических превращений в процессе окислительного фосфорилирования [уравнение (10-14)].

•в. Другие реакции пиридиннуклеотидов

Щелочной раствор феррицианида окисляет NAD+ и NADP+ до 2-, 4- и 6-пиридонов. Подобные пиридоны, в особенности 6-пиридон N-ме-тилникотинамида, являются общеизвестными продуктами экскреции никотиновой кислоты у млекопитающих:

Реокисление NADH и NADPH соответственно в NAD+ и NADP+ может быть проведено с помощью феррицианида, хинонов и рибофлавина, но не с помощью Н202 или 02. При нагревании в 0,1 н щелочи при 100 °С в течение 5 мин NAD+ гидролизуется до никотииамида и адеиозинди-фосфатрибозы.

В. Аналоги пиридиновых нуклеотидов (97]

Обработка NAD азотистой кислотой приводит к дезаминированию аденинового кольца. Образующийся дезамино-NAD"1", так же как и ?синтетические аналоги, содержащие группы

О О О S

—С—СН8 — С—Н, —С—О", —С—NH

2

вместо карбоксамидиой группы, широко используются для изучения ферментов.

И. Флавиновые коферменты

Флавинадениндинуклеотид (FAD) и рибофлавии-5'-фосфат (FMN, рис. 8-14), возможно, самые универсальные среди всех окислительных коферментов. Термин флавинадениндинуклеотид в сущности не совсем правомерен, поскольку D-рибитильная группа не образует с рибофлавином гликозидной связи; следовательно, данная молекула не является динуклеотидом. Однако этот термин прочно вошел в обиход. Фла-винмононуклеотид (FMN) — еще менее подходящее обозначение рибо-флавин-5-фосфата.

Роль рибофлавина в биологическом окислении была установлена в результате большого интереса биохимиков к процессам дыхания клетки. В 20-х годах Варбург обнаружил, что кислород реагирует с каким-то железосодержащим катализатором дыхания. Позже было показано, что краситель метилеиовый синий часто может замещать кислород в качестве окислителя. Окисление в эритроцитах глюкозо-б-фосфата метиленовым синим требовало присутствия как «фермента», так и «кофермента», позднее идентифицированного как NADP+. Было установлено, что выделенный из дрожжей желтый белок обладает примечательным свойством обесцвечиваться под действием восстановительной системы, содержащей глюкозо-6-фосфат, белок и «кофермент» из эритроцитов.

Варбург и Кристиан показали, чт< ваемого «старого желтого фермента»

> желтая окраска этого так назы-обусловлена пигментом флавино-вого типа, и предположили, что его циклическое восстановление и реокисление играют важную роль в клеточном окислении. После того как NADP+ был выделен, это представление было-расширено и вылилось в концепцию дыхательной цепи. Согласно» этой концепции, два переносчика водорода, NADP+ и флавин, функционируют последовательно, подключая дегидрирование глюкозы к железосодержащему катализатору, который взаимодействует с кислородом. Сейчас показано, что «старый желтый фермент» был одной из форм дигидроли-поилдегидрогеназы (разд. К, 2), которая на самом деле не принимает электронов от NADPH; тем не менее концепция о дыхательной цепи была правильна.

Теорелл в Стокгольме показал, что «старый желтый фермент» содержит рибофлавин-5'-фосфат. К 1938 г. было установлено, что FAD является коферментом еще одного желтого белка, оксидазы D-аминокислот из тканей почки. Подобно пиридиннуклеотидам, новые флавиновые коферменты восстанавливались ди-тионитом практически в б