дставителем железо-серных белков, которые обсуждаются дальше, в гл. 10 (разд. В). Ксантиноксидаза и альдегидоксидаза содержат также надсульфидную группу (—S—S~), которая имеет существенное значение для проявления каталитической активности.

К флавинсодержащим железо-серным белкам принадлежит NADH-дегидрогеназа (реакция д, табл. 8-4) и сукцинатдегидрогеназа [реакция (8-49)]. Оба этих митохондриальных фермента переносят электроны, вероятно, при помощи связанных атомов железа на систему цито-хромов цепи переноса электронов (гл. 10) [130а].

Некоторые металлофлавопротеиды содержат группы гема (гл. 10, разд. Б). Примером может служить L-лактатдегидрогеназа дрожжей— фермент, который также называют цитохромом Ь2. Этот белок является тетрамером с мол. весом ~ 235 ООО; каждая его субъединица состоит «з двух различных полипептидных цепей, одной молекулы рибофлавин-фосфата и одного гема [131]. По всей вероятности, флавин и гем прикреплены к различным полипептидным цепям и фермент действует как типичная дегидрогеназа, причем электроны передаются от восстановленного флавина через атом железа на связанный гем. Внешним акцептором является, по-видимому, цитохром с.

7. Реакции восстановленных флавинов с кислородом

В отсутствие фермента свободный дигидрорибофлавин реагирует с молекулярным кислородом (с образованием перекиси водорода) за считанные секунды, а в случае восстановленных флавиновых дегидро-геназ реакция протекает даже быстрее. Промежуточное соединение, по-видимому аддукт в положении 4а [уравнение (8-59)]:

(8-59)

в случае неферментативного процесса можно обнаружить спектрофо-тометрическим методом [132, 133]. (Возможно также присоединение к другим положениям.) В работе [134] предполагается образование циклической перекиси в результате присоединения 02 к атомам углерода в положениях 4 а и 10 а:

4a

Циклическая перепись

Образование тех или иных продуктов при многих реакциях, катализируемых различными флавопротеидами, можно было бы объяснить, исходя из наличия перекисных промежуточных соединений. Так, например, распад аддукта в реакции (8-59) в результате протонирования внутреннего атома кислорода мог бы привести к образованию Н2О2 и окисленного флавина. В то же время связь С—О могла бы расщепляться гомолитически с образованием двух радикалов: флавинового радикала и перокси-радикала • О2Н. Последний может в свою очередь диссоциировать с образованием супероксидного анион-радикала:

.02Н >? H+-f -Oj. (8-60)

Различные металлсодержащие супероксиддисмутазы катализируют следующую реакцию:

2 .О2 + 2Н+ 4=fc 02+Н202. (8-61)

При спонтанном реокислении восстановленного флавина в присутствии супероксиддисмутазы скорость процесса будет значительно ниже, чем

в отсутствие данного фермента. Это наблюдение указывает на то, что неферментативиое реокисление восстановленных флавинов протекает по механизму с образованием радикалов, включающему образование супероксид-аниона. Для дальнейшего превращения флавинового радикала в полностью окисленную форму нужна вторая стадия:

FH.+ .0> + Н+ »- F+H202. (8-62)

Однако супероксиддисмутазы обычно оказывают слабое влияние на реокисление флавина в дегидрогеназ ах. Исключение составляет ксантиноксидаза, которая является очень мощным продуцентом супероксид-анионов. Фрид и сотр. [134а] предположили, что важной функцией ксантиноксидазы является синтез перекиси водорода и супероксид-радикалов, используемых в сопряженных процессах биологического окисления.

Другой класс флавопротеидов, обсуждаемых в гл. 10 (разд. Ж, 2), составляют монооксигеназы или гидроксилазы. В этих ферментах восстановленный флавин способствует включению одного атома кислорода из молекулы 02 в субстрат с одновременным превращением другого атома кислорода в Н20. Формально реакцию можно представить как расщепление связи между двумя кислородами аддукта в схеме (8-59) с образованием ОН+ из концевой ОН-группы.

8. Поглощение света

Флавины относятся к числу природных рецепторов света (рис. 8-15) [135] и обладают интересными фотохимическими свойствами, которые в настоящее время хорошо изучены [136, 136а], Флавины могут участвовать в различных фотореакциях у растений (гл. 13, разд. Ж,2) и являться излучателями света у некоторых организмов, обладающих способностью к биолюминесценции (гл. 13, разд. 3).

К. Липоевая кислота и окислительное декарбоксилирование а-кетокислот

Выделение липоевой кислоты в 1951 г. произошло всего через Шлет после того, как было открыто, что такие простейшие, как Tetrahymena geleii, нуждаются в неизвестном факторе роста. Исследования, проведенные на бактериях, также указывали на существование нового кофермента. Было замечено, что уксусная кислота способствует быстрому росту Lactobacillus casei, но может быть заменена неизвестным «заменяющим ацетат фактором». Другая молочнокислая бактерия Streptococcus faecalis не способна окислять пируват в отсутствие «фактора окисления пирувата». К 1949 г. эти три неизвестных вещества были признаны идентичными. Переработав с героическими усилиями прим