иеся присутствием в мышечных экстрактах пуриновых соединений, открыли и охарактеризовали АТР. Вскоре было показано (главным образом работами Лунд-•сгарда и Ломана), что гидролиз АТР служит источником энергии для мышечного сокращения. Примерно в это же время стало известно, что гликолиз сопровождается синтезом АТР. Возможность образования АТР в ходе переноса электронов стала очевидной после того, как Эн-гельгардт в 1930 г. установил, что метиленовый синий стимулирует ?синтез АТР в тканях.

Серьезное исследование цепи переноса электронов и окислительного фосфорилирования началось вслед за тем, как Кеннеди и Ленинджер в 1949 г. показали, что митохондрии являются не только местом синтеза АТР, но также местом функционирования цикла трнкарбоновых кислот и окисления жирных кислот. Чане (1959 г.) завершил разработку новой элегантной спектрофотометрической установки. Полученные данные позволили ему постулировать следующую последовательность переносчиков в дыхательной цепи:

Субстрат ? *? Пиридиннуклеотиды *? Флавопротеид *? Цитохром Ь *?

*? Цитохром с *? Цитохром а *? Цитохром а3 > 02. (10*0

С тех пор было обнаружено несколько новых компонентов дыхательной цепи, прежде всего убихиноны и белки, содержащие негемовое железо. Ниже приведены некоторые детали этой схемы, причем вначале рассматриваются свойства гемопротеидов и самого кислорода.

Б. Гемопротеиды

В 1879 г. немецкий ученый Хоппе-Зейлер, занимавшийся исследованиями в области физиологической химии, установил, что два самых ярких и впечатляющих цвета природы имеют родственное происхождение. Оказалось, что красный железосодержащий гем в крови и зеленый магниевый комплекс хлорофилла а в листьях имеют сходную кольцевую структуру. Однако получить строгие доказательства на этот счет выпало на долю Фишера, работавшего в Мюнхене, который в период с 1910 по 1940 г. установил строение этих соединений, а также ввел систему наименований и нумерацию, которые мы используем в настоящее время.

1. Некоторые названия, которые §ц©дует запомнить

Порфины представляют собой большие кольца, образованные из четырех меньших по размеру пиррольных колец, соединенных между собой четырьмя метеновыми мостиками. У хлоринов, обнаруженных в хлорофиллах, одно из колец (D) находится в восстановленной форме. У особого класса порфинов, порфиринов, по периферии большого кольца имеется восемь замещающих групп. Порфирины так же, как хлорины и корины витамина В12 (дополнение 8-Л), образуются путем биосинтеза из порфобилиногена. Это соединение полимеризуется двумя путями (рис. 14-13), образуя порфирины типа I и III (рис. 10-1). При обрасоон

ноос сн2 I I

CHj СН2

н'кч A J

Порфобилиноген

В геме а

зовании порфиринов типа I полимеризация порфобилиногена идет регулярным образом, так что вокруг кольца наблюдается правильное чередование карбоксиметильных и карбоксиэтильных боковых цепей.

{которые часто называют боковыми цепями уксусной и пропионовой кислот). Однако наиболее важные в биологическом отношении порфи-рины принадлежат к типу III, в котором первые три кольца А, В, С имеют такую же последовательность карбоксиметильных и карбокси-этильных боковых цепей, как и порфирины типа I, а кольцо D — «обратную». В результате карбоксиэтильные боковые цепи колец С и D оказываются расположенными по соседству (см. рис. 10-1). Порфирины, у которых имеются четыре карбоксиметильные и четыре карбоксиэтильные боковые группы, называются уропорфиринами. Уропорфирины типа I и III в небольших количествах выделяются с мочой. Другим продуктом экскреции является копропорфирин III, у которого все карбоксиметильные боковые цепи декарбоксилированы до метильных групп. Окраска перьев тропической птицы турако обусловлена медь(И)- содержащим комплексом копропорфирнна III; этот порфирин наряду с другими имеется в яйцах птиц.

Все гемопротеиды образуются из протопорфирина IX, который является продуктом декарбоксилирования копропорфирнна III; вместо двух карбоксиэтильных боковых цепей, у него имеются две винильные группы (рис. 10-1).

2. Гемы

Следует отметить, что порфирины содержат полностью сопряженную систему двойных связей и что в центре имеются два атома водорода, связанные с двумя атомами азота. В действительности этитдва«г водорода могут свободно переходить на другие центральные атомы азота с соответствующим перераспределением двойных связей. Тййвм образом, кольцу гема свойственна и таутомерия, и резонанс. Два центральных водорода могут быть замещены на ионы многих металлов с образованием очень устойчивых хелатов. Комплексы с Fe(II) называют темами, а комплекс протопорфирина IX с Fe(II)—протогемом. Эти соединения могут быть также названы феррогемами, a Fe(III)-соединения, образующиеся путем нх окисления, —- ферригемами. Поскольку для железа характерно координационное число шесть, по обе стороны от гема остаются два свободных места, которые могут быть заняты другими лигандами железа. Если ими являются азотистые лиганды, такие, как пиридин или имидазол, то образующиеся в результате