ерно 10 т водорастворимой фракции печени, Рид из Техасского университета и его сотрудники в лаборатории фирмы «ЕН Lilly and Со.» выделили 30 мг жирорастворимого кислотного материала, который они назвали липоевой кислотой (это соединение называют также 6-тиоктовой кислотой).

В то время как Tetrahymena должна получать липоевую кислоту с пищей, организм человека, по-видимому, способен вырабатывать ее самостоятельно, а поэтому ее нельзя рассматривать как витамин. Липоевая кислота присутствует в тканях в чрезвычайно малых количествах. Единственная достоверно известная ее функция — участие в окислительном декарбокснлировании а-кетокислот [137, 137а]. Ее

структура проста, и функциональной группой, очевидно, является циклический дисульфид, который подвешен на конце длинной цепочки. Липоевая кислота находится не в свободной форме, а, подобно биотину, прикреплена к ферментам ковалентной связью через амидную группу, образованную с концевой аминогруппой остатка лизина:

Особый фермент катализирует присоединение липоевой кислоты к ферментам путем реакций типа S1C (табл. 7-2), включающей расщепление АТР на AMP и пирофосфат.

1. Химические реакции с участием липоевой кислоты

Наиболее примечательной химической особенностью липоевой кислоты является наличие напряжения кольца (~17—25 кДж-моль-1) в циклическом дисульфиде. Вследствие этого тиоловые группы и цианид-ионы легко реагируют с окисленной липоевой кислотой с образованием смешанных дисульфидов

7~Т

CN- + Н+

соон

(8-64)

Другим следствием напряжения кольца является то, что восстановительный потенциал Е0/ ((рН 7, 25°С) составляет —0,30 В, т. е. очень близок к соответствующей величине для восстановленного NAD+ (—0,32 В). Таким образом, реокисление амида восстановленной липоевой кислоты за счет NAD+ термодинамически осуществимо [137]. Еще одно свойство, обусловленное напряжением кольца в липоевой кислоте,— это наличие максимума поглощения при 333 нм.

z. Ферментативная функция

Окислительное декарбоксилирование а-кетокислот включает расщепление кетокислоты с образованием СОг и присоединение остающейся ацильной группы к СоА;

?СоА (8-65)

Липоевая кислота, Г AT)

luawm- NAD4" NADH

NAD+ выступает в этой реакции в роли окислителя. Реакция катализируется полиферментным комплексом с мол. весом ~1*106—9-Ю6 в зависимости от биологического источника и от типа субстрата [137— 139]. Отдельные системы дегидрогеназ кетокислот известны для пиро-виноградной, а-кетоглутаровой кислот и для а-кетокислот с разветвленной боковой цепью, метаболически образующихся из лейцина, изолей-цина и валина. Наиболее детально изучены пируватдегидрогеназа » а-кетоглутарат—дегидрогеназа Е, coli. В обоих случаях комплекс можно разделить на три компонента. Одним из них является декар-боксилаза (называемая также дегидрогеназой), у которой диссоциирующим кофактором является тиаминдифосфат. Вторым компонентом является флавопротеид дигидролипоилдегидрогеназа, а третьим — содер» жащий липоевую кислоту «сердцевинный» фермент (core enzyme).

По данным электронной микроскопии, этот фермент обнаруживает поразительную октаэдрическую симметрию, которая была подтверждена рентгеноструктурным анализом. Сердцевинный фермент дигидро-липоил-трансацетилаза из пируватдегидрогеназы имеет мол. вес — 1,7* 106 и состоит из 24 идентичных, по-видимому, субъединиц с мол. весом, равным 70 000. Каждая субъединица содержит связанный ли-поильный остаток [138, 139]. Структура этого фермента схематически показана на рис. 8-17. С «сердцевиной» связаны примерно 12 димерных субъединиц декарбоксилазы-дегидрогеназы с мол. весом 192 000 и 6 молекул димерного флавопротеида с мол. весом 112 000. По-видимому, 12 димеров декарбоксилазы-дегидрогеназы симметрично распределены по двенадцати ребрам трансацетилазного куба, а 6-димеров флавопротеида— по шести плоскостям куба. Вероятно, активные центры всех субъединиц плотно пригнаны друг к другу в областях контакта субъединиц, в которых возможно протекание последовательности каталитических реакций, указанных на рис. 8-18.

Уникальная функция липоевой кислоты состоит в окислении связанного с тиамином «активного альдегида» таким образом, чтобы при распаде комплекса с тиамином ацильный остаток, возникающий при окислительном декарбоксилировании кетокислоты, присоединялся к дигидролипоевой кислоте. Поскольку известно, что липоевая кислота присоединена к субъединицам «сердцевинного» фермента, ясно, что при помощи «ножки» длиной 1,5 нм липоевая кислота дотягивается до тиаминдифосфатного центра в одной из дежарбоксилазных субъединиц. Получив ацильную группу, она снова поворачивается к тому центру «сердцевинного» фермента, с которым связан СоА. Ациль-ная группа переносится на СоА с образованием дигидролипоевой кислоты, которая затем совершает поворот к третьей субъединице, где имеются FAD и дисульфид, готовые окислить ее вновь в липоевую кислоту.

Активный альЬегио"

г Дигидролипоилдегийрогенозе! (флавопротеид)

Декарбоксилаза (ЬегиЬрогоназа)

NAD1^

NADH + Н+

?Т