в уравнении (7-41)].

Т !

"ОН но

R—С—С—С=0

I ©

он

Енолят -анион

6Г

Н+

„ 1 I »

R—С—С—С=0 (7-41)

I н он

140 1 лава /

Присоединение ОН- приводит к образованию анион-енола, в котором отрицательный заряд распределен за счет резонанса между кислородом карбонильной группы и углеродом, находящимся рядом с карбо-нилом. При присоединении протона к енолят-аниону образуется стабильный продукт (стадия б).

Реакцию, обратную реакции присоединения этого типа, также называют реакцией элиминирования.

Известно большое число ферментативных реакций, включающих присоединение к связи С = С, сопряженной с карбонильной группой (или реакций, в которых отщепление происходит в а,|3-положении по отношению к карбонильной группе). То обстоятельство, что нуклеофильная группа всегда присоединяется в р-положении, дает основание думать, что механизм, изображенный в уравнении (7-41), играет важную роль. Следует отметить, что часто появление в метаболических последовательностях карбонильной группы бывает не случайным: оно способствует ускорению реакций отщепления или присоединения при соседних атомах углерода. Карбонильная группа может образоваться путем окисления гидроксильной группы; ее источником может служить также тиоэфир, образованный при взаимодействии с СоА или с белком — переносчиком ацильной группы (гл. 8, разд. Б,3).

Присоединение воды к тра«с-а,р-ненасыщенным производным СоА катализируется еноил-гидратазой (кротоназой) митохондрий и представляет собой очень важную стадию в окислении жирных кислот [108, 109]:

lf II ^ но. ^н II 2)

Н

н2

L-fl-оксиацил-СоА

У бактерии Rhodospirillum rubrum сходный фермент катализирует дегидратацию L-fJ-оксибутирил-СоА [т. е. реакцию, обратную реакции (7-42)], приводящую к образованию гракс-ненасыщенного соединения— кротонил-СоА. Вторая еноил-гидраза с противоположной стереоспеци-фичностью катализирует гидратацию кротонил-СоА до D-p-оксибути-рил-СоА [110]. Действуя совместно, эти два фермента вызывают превращение L-p-оксибутирил-СоА, образующегося из ацетатных фрагментов, в D-fi-оксибутирил-СоА, который может далее откладываться в запас в форме полимера — поли-Б-'Р-оксибутирата (гл. 2, разд. Д,4).

6. Присоединение к двойным связям, находящимся по соседству с карбоксильными группами

Часто в биохимических реакциях происходит присоединение к связям С = С, сопряженным не с настоящей карбонильной группой, а с группой —СОО", являющейся гораздо более слабым акцептором электрона. Если эта группа находится в составе молекулы белка, то она может быть в протонированном состоянии, что делает ее улучшенным акцептором электрона. Тем не менее возникает вопрос, выполняется ли у таких ферментов механизм, показанный в уравнении (7-41). И в самом деле, исходя из различных экспериментальных данных, мы вынуждены предположить наличие совершенно отличного механизма, а именно того, который постулируется для реакции обычной неферментативной гидратации алкенов. Примером такой реакции может служить гидратация этилена горячей водой в присутствии разбавленной серной кис1шш реакций, катализируемых ферментами 147

лоты как катализатора, лежащая в основе промышленного метода получения этанола:

Н+ " Н20 н+

СНг=СН2—^-^сНз—СН2+ ^ > СНз—СН2ОН (7-43)

Карбоний-ион

К я-электронам двойной связи присоединяется протон, и образующийся в результате карбоний-ион легко отнимает гидроксильный ион от воды. В то же время прямое присоединение ОН~-группы с образованием кар-боний-иона затруднено, поскольку в молекуле этилена рядом с двойной связью нет карбонильной группы, способной стабилизировать отрицательный заряд.

а. Фумараза [111]

Среди ферментов этой группы лучше всего изучена, пожалуй, фумараза (фумарат-гидратаза, гл. 6, разд. Г,2 и Д,5), представляющая собой тетрамер с мол. весом ~200 ООО и характеризующаяся числом оборотов около 2-103 с^"1. Продуктом реакции, катализируемой фумаразой, является L-малат (#-малат). Если реакция проводится в 2НгО, то атом 2Н присоединяется в npo-^-положение, т. е. протон присоединяется с ге-стороны тригонального атома углерода:

Протон > *Н+

присоединяется

>..н

Н

с re-стороны

\

про-Я-атом водорода

гост *Н . СОО'

(по отношению Q Q

к читателю) || * | (7-44)

с С^.Н

/> \ / \

"ООС I Н ООС он

ч~ОН L-малат

Фимарат ^

Тидроксил присоединяется с „тыла"(с si-стороны)

Для получения L-малата гидроксил должен присоединяться по другую сторону двойной связи. Как при ферментативных, так и при неферментативных реакциях такое анти(транс)-присоединение распространено в гораздо большей степени, чем присоединение Н и ОН (или —Y) с одной и той же стороны (синили tywc-присоединение, присоединение по одну сторону двойной связи). За исключением двух реакций, в процессе которых образуются необычные структуры, все ферментативные реакции присоединения и отщепления, изученные до сих пор, относятся к а«га-присоединению, когда протон подходит с re-стороны. Это позволило выс