избыток цис-ако-нитата) замещаться другой. В результате новая молекула ^wc-аконита-та иногда приобретает протон (межмолекулярный перенос протона). Протон, отщепляемый от цитрата, часто возвращается к молекуле [стадия б в уравнении (7-47)], но, как показано штриховой стрелкой, ведущей к соединению, изображенному в уравнении (7-47) в центре, положение, в котором присоединяется возвращающийся протон, отлично от положения его отщепления. По-видимому, после того, как произошло первоначальное отщепление протона, образующийся цис-аконя-тат «перескакивает» в такое положение, когда возможна регидратация с участием тех же самых групп, которые принимали участие в дегидратации, нос образованием нового продукта [119]. Не исключено, что именно этот сложный механизм и обусловливает низкое число оборотов

(15 с"1).

Молекула аконитазы содержит ион двухвалентного железа (Fe2+), необходимый для проявления ферментативной активности. Хотя существует предположение о том, что ион железа может участвовать в окислительно-восстановительном процессе (протекающем по механизму, отличному от рассмотренного выше), более вероятно, что ион железа облегчает присоединение субстрата к ферменту и образование гидроксильного иона аналогично тому, как это было постулировано для иона Zn2+ в карбоангидразе (разд. 3,2) [120].

г. Присоединение и отщепление других нуклеофилов

Кроме гидроксильных групп в р-положении к карбоксильной группе могут присоединяться (или отщепляться от нее) и другие группы. Так, бактериальный фермент аспартаза катализирует присоединение аммиака к фумарату с образованием L-аспартата — реакцию, аналогичную реакции, катализируемой фумаразой. При этом наблюдается грсшс-присо-единение, а изотопные эффекты при измерении скорости реакции указывают на механизм с участием карбоний-иона [121]. В то же время Р-метиласпартаза, катализирующая аналогичное присоединение, вызывает быстрый обмен дейтерия из воды с протонами субстрата [122].

Полимеры уроновой кислоты с 1,4-связями, такие, как гиалуроновая кислота, дерматансульфат (рис. 2-16) и пектины (гл. 2, разд. В,3), могут расщепляться группой бактериальных ферментов, использующих механизм элиминирования [123]. Геометрия звеньев галактуроновой кислоты, соединенных р-связями в молекуле пектина, благоприятна для

транс-отщеилеякя 5-Н и О-гликозильной группы в положении 4:

Однако соответствующая гиалуронидаза, действующая на остатки глю-куроновой кислоты, вызывает ^wc-отщепление. Исходя из этих результатов, можно предположить, что активирующий эффект карбоксильной группы, облегчающей отщепление 5-водородного атома в виде протона, имеет важное значение [124] и что в процессе этой реакции образуется анионное промежуточное соединение. В таком случае отщепление р-за-местителя может происходить либо из экваториального, либо из аксиального положения.

Интересное приложение имеют реакции присоединения к двойной связи, катализируемые некоторыми цис-транс-изомеразами [125]. Эти ферменты содержат сульфгидрильные группы. Одна изомераза превращает малеат в фумарат с числом оборотов 300 с-1; родственные ферменты катализируют изомеризацию малеилацетата и малеилпирувата в соответствующие фумарильные производные:

Е—SH

ООС он СОО

В этом енольном промежуточном -пГ)С/

Мглеилпирцаат соеЬинении возможно вращение UU^

d Фумарилпириват

+ Е—SООС о о

Согласно существующим представлениям, —SH-группы фермента присоединяются к двойной связи. Затем в енольном промежуточном соединении может произойти вращение. Тиоцианат-ион катализирует изомеризацию малеиновой кислоты в отсутствие ферментов по механизму, аналогичному ферментативному.

7. Присоединение к изолированным двойным связям

Известно всего несколько примеров, когда ферменты катализируют присоединение к двойной связи, не сопряженной с карбонильной или карбоксильной группой. Оказалось, что бактериальные клетки (псевдомонады) катализируют стереоспецифическую гидратацию олеиновой кислоты в D-10-оксистеарат [126]. Так же как и в предыдущих примерах, присоединение идет в аяга-положение н протон присоединяется с /'е-стороиы.

8. Сопряженное элиминирование

Элиминирование может происходить в том случае, если отщепляемые электрофильная и нуклеофильная группы расположены не у соседних атомов углерода, а отделены друг от друга двумя атомами, образующими между собой двойную связь. Такое сопряженное отщепление фосфата является последней стадией биосинтеза хоризмата (стадия а в приведенном ниже уравнении):ог.

сн2С/

6/ он чсоон

Хоризмат

О

д ^сн2—с—соон

НО^1 Н Префенат О

J

с—соон

?он-, со/ \ сй*Phe

(7-50)

ФенилПИРУВАТ

Последнее соединение превращается в префенат в результате двух ферментативных стадий (стадия б). Префенат затем еще раз вступает в реакцию сопряженного отщепления (стадия в), сопровождающуюся потерей молекулы воды и СОг и приводящую к образованию фенилпиру-вата — непосредственного биосинтетического предшественника фенил-аланина. На примере этих реакций можно наглядно продем