жащей кадмий в концентрациях ниже тех, которые обнаружены в почках человека,, приводит к сокращению продолжительности жизни.

а O'Dell В. L., Campbell В. J. (1971). Сотр. Biochem, 21, 179—216. 6 Liljas A., Rossman М. G. (1974). Annu. Rev. Biochem , 43, 475—507. B Mildvan A. S. (1974). Annu, Rev. Biochem., 43, 357—399. r Polesz B. J., Seal G., Loeb L. A. (1974). Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 71, 4892—4896.

Д Kagi J. H. R., Himmelhoch S. R.t Whangler P. D., Bethune J. L, ValМногие ферментативные реакции связаны с образованием иминов-(шиффовых оснований). Реакция протекает в две стадии — присоединение аминогруппы к карбонильной группе с образованием карбинол-амина и последующее отщепление воды:

гл он

R—с; + H2N — R' > R—C—N—Rr

\ НИ

п Карбиноламин

1-н,о

R—C = N—R' (7-38) Н

Имин, или шиффово основание

Многие альдолазы (разд. К,2) содержат в активном центре боковые-группы лизина. Аминогруппы этих боковых цепей образуют шиффовы основания с кетонными субстратами. Эти реакции предшествуют основным реакциям расщепления и образования связей С—С. Начальная реакция взаимодействия кофермента пиридоксальфосфата с аминокислоlee B. L. (1974). J. Biol. Chem., 249, 3537—3542. e Bigbee W. L, Dahlquist F. W. (1974). Biochemistry, 13, 3542—3549.

тными субстратами состоит в образовании шиффовых оснований (гл. 8, разд. Д). Действительно, группам

\ Н\

V=0 и XN—

/ н/

присуща комплементарность, и их взаимодействие с промежуточным образованием имина — очень распространенная биохимическая реакция.

Шиффовы основания образуются быстро (часто в течение долей секунды), но не мгновенно, и для достижения скоростей, характерных для ферментативных реакций, необходимо, чтобы одна или обе стадии реакции (7-38) протекали с участием катализаторов [105]. Обычно эта реакция полностью обратима, и константы образования шиффовых оснований часто бывают низкими. Поэтому карбонильное соединение, присутствующее в малых количествах, может полностью не прореагировать с амином, если карбонильная группа и аминогруппа не приведены в контакт на поверхности фермента.

Большинство шиффовых оснований может быть легко восстановлено боргидридом натрия (NaBH4) с образованием вторичных аминов, в которых исходные альдегиды оказываются ковалентно связанными с исходными аминогруппами:

V=T/J^ _GLV (7.3„

/ „ 1 Вторичные амин

Эта реакция лежит в основе широко используемого метода обнаружения шиффовых оснований в белках и введения изотопных меток. Например, можно использовать меченный изотопом альдегид или амин либо ввести радиоактивную метку, используя 3Н-содержащий боргидрид натрия (так называемый бортритид) для восстановления в реакции (7-39). Последующий гидролиз белка {кислотный или ферментативный) позволяет установить, с боковой группой какой аминокислоты был связан субстрат, а частичный гидролиз позволяет локализовать центр связывания в пептидной цепи.

4. Стереохимия и обозначение сторон тригональных атомов углерода

Аддукты, образующиеся в результате присоединения нуклеофилов к карбонильным группам, часто бывают асимметричными соединениями. Так, присоединение аминогруппы к карбонильной группе с фронта приводит к образованию карбиноламина в S-конфигурации:

\1 N^2

II Н(/ н

о

Присоединении с фронта" S-конфигурация (с ге-сюороны)

Присоединение аминогруппы с тыла (т. е. со стороны, расположенной сзади от плоскости бумаги) приводит к образованию карбиноламина в ^-конфигурации. Для того чтобы описать эти формы, не соотнося их с плоскостью бумаги, Хансон предложил систематический метод обозначения сторон «тригональных атомов», таких, как атом углерода групТипы реакций, катализируемых ферментами 14

пы С=0 [106, 107]. Тригональный атом рассматривают с одной сто роны, как показано на следующей схеме:VЙ

Три заместителя при атоме углерода обозначены в порядке старшинст ва через a, b и с, как в /^5-системе (гл. 2, разд. А,5). Если последовательность а, Ь, с по старшинству групп направлена по часовой стрелке, то сторона, обращенная к читателю, обозначается как re (rectus)-сторона, если против часовой стрелки — то как si (sinister) -сторона. При определении старшинства обычно исходят из атомных номеров первых атомов в трех группах (как в приведенном выше примере), но в случае необходимости к С и О следует мысленно присоединять дополнительные атомы, как описано в гл. 2. В случае тригонального углерода атом, мысленно присоединяемый к углероду, полностью игнорируется, тогда как атом, присоединяемый к кислороду, используется для установления старшинства:

=0, =С\* =N— и т. д.

5. Присоединение к двойной связи, сопряженной с карбонильной группой (реакции типа 2.Б.)

При сопряжении с двойной связью поляризация карбонильной группы передается в положение, находящееся на расстоянии двух атомов углерода вдоль цепи:

R—С=С—(1=0 ч—>? R—е=С—С—о- <—ь R—С—С=С—СТ.

В силу этого эффекта основания могут присоединяться к двойной связи углерод—углерод в положении р к карбонильной группе [стадия а