з 108 аминокислотных остатков, содержит 20% углеводов и один атом меди. Пласто-цианин, впервые выделенный из водоросли Chlorella, впоследствии был обнаружен у всех зеленых растений. Считается, что он функционирует © цепи переноса электронов между двумя светопоглощающими центрами, входящими в систему фотосинтеза (гл. 13, разд. Д, 6).

Большая часть медьсодержащих белков реагирует с Ог. Иногда эта реакция обратима, как, например, в случае переносчика кислорода гемюцианина (гл. 10, разд. Б, 4). Однако чаще кислород 'вступает в химическую реакцию, будучи «активированным». Одна группа ферментов параллельно с дегидрированием органических субстратов восстанавливает кислород в Н2О2. Так, галактозооксидаза (из Polyporus) катализирует превращение 6-оксиметильной группы галактозы в альдегидную группу ж«3:

Снгон ^ ^ » сно 1 ог нгог 1

Большая полипептидная цепь этого фермента с мол. весом 68 000 содержит один атом меди. В отличие от голубых белков галактозооксидаза имеет темно-зеленый оттенок. Хотя ни кислород, ии галактоза в отдельности не меняют спектра фермента, присутствуя совместно, они изменяют спектр. Полагают, что галактоза и Ог могут связываться с медью, которая при этом может переходить из состояния Cu(I) в состояние Си(III) и обратно. Сходный механизм, вероятно, характерен для тирозиназы (см, ниже)3. Галактозооксидаза использовалась для модифицирования гликопротеидов поверхности наружной клеточной мембраны. Экспонированные галактозиль-ные или N-ацетилгалактозаминильные остатки окислялись ферментом в соответствующие Се-альдегиды, а последние восстанавливались в мягких условиях тритийсодержащим боргидридом натрия*5.

Аминоксидазы, содержащие и Си2+, и флавиновые коферменты, по своему действию сходны с оксидазами аминокислот (табл. 8-4). Одна из этих аминоксидаз превращает е-ами-ногруппы боковых цепей лизина в альдегидные группы в коллагене и эластине (гл. 11, разд. Д, 3). Другим медьсодержащим ферментом является уратоксидаза, вызывающая декарбоксилирование своего субстрата (рис, 14-33).

Некоторые медьсодержащие ферменты, например дофа-мин-р-гидроксилаза [уравнение (10-57)], являются типичными гидроксилазами. Из медьсодержащих гидроксилаз широко распространена тирозиназа (известная также как по-лифенолоксидаза); она катализирует двухстадийную реакцию гидроксилирования с последующим дегидрированием. Впер(ДОФА)

МНЭ+

О

вые идентифицированный в грибах, этот фермент был также выделен из японского лакового дерева. Он в больших количествах присутствует в растительных тканях и вызывает потемнение сорванных фруктов. У животных тирозиназа участвует в синтезе диоксифенилаланина (ДОФА) и в образовании черного пигмента меланина кожи и волос. Недостаток этого фермента или его блокирование в меланоцитах (клетках, продуцирующих меланин) приводит к альбинизму. Тирозиназа из гриба Polyporus имеет мол. вес ~ 120 ООО и содержит четыре субъединицы. В каждой из субъединиц содержится один атом Cu(I).

Необычную реакцию катализирует медьсодержащая квер-цитиназа из Aspergillus flavus.

Фермент следует причислить к оксигеназам. Реакция приводит к образованию СО; наиболее вероятный механизм включает образование промежуточного перекисного соеди-неиияк'л.

НО

ОН

ОН

со 8Голубые медьсодержащие оксидазым являются необычными катализаторами в том отношения, что они могут восстанавливать оба атома молекулярного кислорода до НгО. Этим они напоминают цитохромоксидазу (которая также содержит медь; разд. Б, 5), но они не содержат железа. Оксидаза аскорбиновой кислоты из растительных тканей превращает аскор-бат в дегидроаскорбат (дополнение 10-Ж). При добавлении к этому ферменту субстрата голубой цвет фермента блекнет, и можно показать, что медь в этом случае восстанавливается в ( + 1)-состояние. Лакказа из сока японского лакового дерева или из гриба Polyporus катализирует такое же превращение субстратов, как и тирозиназа, но продуктом вместо перекиси водорода является Н20. У фермента из Polyporus, который в отличие от тирозиназы нечувствителен к СО, молярная экстинкция при 610 нм >1000. Было показано, что лакказа содержит но меньшей мере три типа ионов меди. Один имеет голубой цвет, как у молекулы типа азурина, и связывает кислород. Другой ион меди не имеет голубого цвета и, вероятно, служит центром связывания анионов — возможно, это необходимо для стабилизации образующейся на промежуточной стадии перекиси. Два других иона Си2+ образуют диамагнитную пару, которая служит двухэлектронным акцептором, получающим электроны от субстрата и затем передающим их на кислород, очевидно, с промежуточным образованием перекиси.

Церулоплазмин представляет собой голубой белок с мол. весом '--'150 000 и содержит 8 ионов Си+ и 8 ионов Си2+. Это главный медьсодержащий белок крови, и на его долю приходится 3% общего содержания меди в организме. Церулоплазмин, по-видимому, каким-то образом связан с регуляцией содержания меди в организме; так, при болезни накопления меди (болезни Вильсона) содержание церулоплазмина оказывается низким. Кроме