есцветную дигидроформу (рис. 8-14 и 8-15). Таким образом, химическая основа функционирования их в качестве переносчиков водорода была очевидной.

Три факта объясняют потребность клетки как во флавиновых, так и в пиридиннуклеотидных коферментах. Во-лервых, обычно флавины являются более сильными окислителями, чем NAD+. Это делает их пригодными для функционирования в цепи переноса электронов в митохондриях, где требуется последовательность все более и более сильных окислителей, и делает их идеальными окислителями при различных других реакциях дегидрирования. Во-вторых, флавины можно восстанавливать как в одно-, так и в двухэлектронных процессах. Это позволяет им участвовать ,в окислительных реакциях со свободными радикалами и в реакциях с ионами металлов. В-третьих, восстановленные флавины доступны быстрому прямому реокислению молекулярным Ог (т. е. аутооксидабельны) -— свойство, присущее лишь относительно немногим другим органическим соединениям. Например, NADH и NADPH самопроизвольно не окисляются кислородом. «Самоокисляе-мость» позволяет флавинам некоторых ферментов переносить электроны непосредственно к 02, а также создает основу для функционирования флавинов в реакциях гидроксилирования.

Дополнение 8-И Рибофлавин

СН2ОН

I

(ИОСИ)3

о

Мол. вес 376,4

Внимание химиков сначала привлекли интенсивная оранжево-желтая окраска и яркая зеленоватая флуоресценция рибофлавина. Блайт в 1879 г. выделил витамин из молочной сыворотки, а затем другие ученые получили это же флуоресцирующее желтое соединение из куриных яиц, мышцы и мочи. В конце концов была установлена идентичность всех этих соединений, которые из-за своего желтого цвета были названы флавинами.

Структуру рибофлавина установили в 1933 г. Кун и его сотрудники, выделившие 30 мг чистого вещества из 30 кг сухого яичного белка (10 000 яиц). Высокая флуоресцирующая способность рибофлавина была использована при проведении последних стадий очистки. Этот витамин был синтезирован в 1935 г. Каррером.

Рибофлавин — желтое твердое вещество, плохо растворяется (— 100 мг/л при 25°С). Известны три кристаллические формы рибофлавина. Одна из них («легко растворимая форма») растворяется в 10 раз лучше, чем другие формы, и ее можно использовать для приготовления метастабильных растворов с более высокой концентрацией. Одна из форм кристаллизуется в виде пластинок и встречается в природе в тапетуме (см. дополнение 7-Е) ночного лемура.

Суточная потребность: около 2 мг в день. Вследствие широкого распространения рибофлавина в продуктах питания у людей редко наблюдается его недостаточность, при которой в первую очередь поражаются глаза ih кожа. В промышленности большие количества рибофлавина получают при помощи грибов (таких, как Eremothectum ashbyi), которые, по-видимому, из-за каких-то нарушений метаболизма, вырабатывают витамин в таком изобилии, что он кристаллизуется в культуральной среде.

Рибофлавин тремостабилен, но чрезвычайно чувствителен к действию света — обстоятельство, важное для правильной организации питания. Не оставляйте молоко на ярком солнечном освещении (см. рис. 2-34)!

1. Флавопротеиды и их восстановительные потенциалы

Обычно флавиновые коферменты прочно связаны с белками и совершают обороты между восстановленным и окисленным состояниями, оставаясь прикрепленными к одной и той же молекуле белка. Что определяет восстановительный потенциал флавина в таком флавопро-теиде? Окислительно-восстановительный потенциал свободного кофермента зависит от структур окисленной и восстановленной форм соответствующей пары. Молекулы как рибофлавина, так и пиридиннуклеотидов содержат ароматические кольцевые системы, которые стабилизируются резонансом. При восстановлении этот резонанс частично (но не полностью) утрачивается. Величина Е0/ зависит от степени резонанс-ности окисленной и восстановленной форм и от любых факторов, предпочтительно стабилизирующих одну из этих форм. Структуры этих коферментов приспособлены к тому, чтобы обеспечить значения Е0', оптимальные для осуществления биологических функций.

Различия в относительной прочности связывания окисленной и восстановленной форм флавиновых коферментов с белком оказывают отчетливо выраженное сильное влияние на восстановительный потенциал. Если окисленная форма связывается слабо, а восстановленная — сильно, то по сравнению со свободным коферментом связанный флавин будет больше стремиться к переходу в восстановленную форму. В результате восстановительный потенциал Е0' будет менее отрицательным, чем для свободной пары флавин/дигидрофлавин. И наоборот, если окисленная форма флавина связывается белком более прочно, чем восстановленная форма, величина Е0/ будет более отрицательной и флавопротеид будет менее сильным окислителем, чем свободный рибофлавин. Фактически величины Е0/ (рН7) флавопротеидов охватывают необычайно широкую зону — от—0,49 до +0,19 В.

Отметим, что каждый флавопротеид принимает электроны от окисляемого субстрата и переносит электроны к другому субстрату, окислителю. В этом кроется одна из пр