х тканей.

Дополнение 9-Г

Яды: фторацетат и «летальный синтез»

Среди простых соединений самым «смертельным» ядом является фторацетат натрия. LD5o (доза, летальная для 50% получивших ее животных) для крыс составляет всего лишь 0,2 мг/кг — почти в 10 раз меньше летальной дозы нервного яда диизопропилфторфосфата (гл. 7, разд. Г, 1а-6). Широко употребляемый (хотя и отзывы о его действии противоречивы) как яд для грызунов «1080», фторацетат был также обнаружен в листьях некоторых ядовитых растений, встречающихся в Африке, Австралии и Южной Америке. Примечательно, что дифторацетат HCF2—СОО~ вообще нетоксичен.

Биохимическими исследованиями установлено, что сам фторацетат не оказывает на клетки токсического действия. Токсичность проявляется лишь после метаболического превращения фторацетата в фтороцитрат, являющийся высокоспецифичным ингибитором аконитазы (гл. 7, разд. 3,6б,в). Этот факт весьма примечателен, поскольку изомерный фтор-цитрат, образующийся в реакции фтороксалоацетата с аце-тил-СоА, оказывает на тот же фермент лишь слабое ингиби-рующее действие, хотя как раз у этого изомера атом фтора находится на том участке, который атакуется аконитазой.

Атом фтора имеет небольшой вандерваальсов радиус (0,135 нм), сравнимый с вандерваальсовым радиусом водорода (0,12 нм); на это обстоятельство часто ссылаются, когда говорят о способности фторсодержащих соединений «обманывать» ферменты. Однако более вероятно, что высокая электроотрицательность фтора и его способность к участию в водородных связях делают его в метаболическом отношении более сравнимым с —ОН-группой. В случае с фторцит-ратом предполагают, что ингибирующий изомер связывается с аконитазой «неправильным способом», при котором атом

'> Лауреат Нобелевской премии за 1953 г.

Н

Другое положение фторцитрата, при котором он выступает как ингибитор, атом Fкоординационно связан с Fe3+

Известно довольно много природных фторсодержащих соединений15. Биохимические свойства этих соединений и фторсодержащих лекарственных препаратов требуют дальнейшего изучения.

» Gibble G. W., J. Chem. Educ, 50, 460-^462 (1973).

6 Elliot К., Birch J. eds., Ciba Foundation, Carbon-Fluorine Compounds,

Elsevier, Amsterdam, 1972. » Glusker J. P. In: The Enzymes (P. D. Boyer, ed.), 3rd ed., Vol. 5,

2. Синтез регенерирующегося субстрата — оксалоацетата

Первичным субстратом цикла трикарбоновых кислот является аце-тил-СоА, Несмотря на то что в биохимической литературе очень часто в качестве субстратов, «входящих» в цикл, рассматриваются оксалоацетат и его предшественники — сукцинат, фумарат и малат, — эти соединения в цикле трикарбоновых кислот не расходуются. Оксалоацетат полностью регенерируется, почему его и называют регенерирующимся субстратом. Для работы каталитического цикла необходимо, чтобы регенерирующийся субстрат всегда имелся в нужных количествах и чтобы его концентрацию можно было легко увеличить, как только понадобится ускорить ход реакций цикла. В нормальных условиях оксалоацетат образуется в любых количествах, необходимых для работы цикла трикарбоновых кислот, из фосфоенолпирувата или из пирувата [уравнение (8-2)]; оба эти соединения являются легко доступными продуктами метаболизма Сахаров.

В бактериях и зеленых растениях синтез оксалоацетата обеспечивает фосфоенолпируват-карбоксилаза [уравнение (7-79)] — фермент, в сильной степени подверженный регуляторным воздействиям. В животных тканях аналогичную роль играет пируваткарбоксилаза [уравнение (8-2)]. Последний фермент остается почти неактивным в отсутствие аллостерического эффектора ацетил-СоА. По этой причине он оставалpp. 413—439, Academic Press, New York, 1971.

ozz l лава У

ся незамеченным на протяжении многих лет. При высоких концентрациях ацетил-СоА происходит полная активация фермента, обеспечивающего синтез оксалоацетата в достаточно высоких концентрациях, необходимых для работы цикла. Следует, однако, отметить, что концентрация оксалоацетата в митохондриях очень мала — всего 2-Ю-7 4-Ю-7 М (20—40 молекул на митохондрию) [16].

Дополнение 9-Д

Использование изотопных меток при изучении цикла трнкарбоновых кислот

Первое применение изотопных меток при изучении цикла трнкарбоновых кислот — вообще одно из первых в истории биохимии — было осуществлено Вудом и Веркманом в Университете штата Айова (США)3. Их целью было исследование сбраживания глицерина пропионовокислыми бактериями— процесса, не имевшего видимой связи с циклом трнкарбоновых кислот:

Глицерин >- Пропионат" + Н+ + Н20,

AG0 =—69 кДж/моль.

В ходе брожения наблюдалось образование небольших количеств сукцината. На основе простых измерений баланса брожения было высказано предположение, что СОг включается в состав оксалоацетата, который далее восстанавливается в сукцинат. Сообщение об этом появилось в 1938 г. Как мы теперь знаем, этот процесс действительно является необходимой стадией пропионовокислого брожения (разд. Е, 3). В то время еще не было возможности использовать изотоп 14С, однако с помощью масс-спектрометра, скон