ировать следующим образом- пиридоксальфосфат замещает — NHz-spynny (или

—NHt-группу) аминокислот-субстратов на группу, которая по электронным свойствам эквивалентна смежной карбонильной группе. Это происходит в результате образования шиффова основания (рис. 8-5). Заметим, однако, что полярность шиффова основания, образованного аминокислотой с простым альдегидом (например, с ацетальдегидом), противоположна полярности группы С = 0:

R

R

,С С

СН,

Карбонильное Шиффоъо основание соеЬинепие с ацстальоегиЪом

B Schonberg A, Moubacher R. (1952) Chem. Rev., 50, 261—277.

Коферменты — природные специализириваппшс рсшвши

Такой имин не может заменить карбонильную группу в активации «-водорода или в облегчении расщепления связи С—С в аминокислоте. Для этого необходимо наличие сильной электроноакцепторной пиридиновой группы, сопряженной с C=N-rpynnoft, так. чтобы электроны могли перемещаться от субстрата на кофермент (рис. 8-6).

Превращения шиффовых оснований, образуемых PLP и аминокислотами, можно сопоставить с превращениями р-кетокислоты, как показано на рис. 8-6. Эти реакции можно подразделить на три группы (а, б и в) в зависимости от местоположения разрываемой связи (между «-углеродом субстрата, с одной стороны, и атомом водорода, или карбоксильной группой, или боковой цепью — с другой). Четвертая группа реакций г включает также отщепление а-водорода, но механизм этих реакций сложнее, чем механизм реакций группы а.

а. Диссоциация а-водорода

Отщепление а-водорода в шиффовом основании PLP приводит к образованию хиноидного промежуточного соединения, превращения которого, подобно превращениям енолят-аниона, могут пойти по различным путям (рис. 8-6,Л).

1, Элиминирование. Если в р-положении аминокислоты имеется хорошая уходящая группа, то она может быть элиминирована (рис. 8-6, Б) [36]. Ферменты, катализирующие реакции этого типа, многочислены. К ним относятся серии- и треониндегидратазы (элиминирование ОН- в форме НгО), триптофаназа бактерий (элиминирование индола) и ал-лииназа лука и чеснока (элиминирование I-пропенилсульфеновой кислоты, слезоточивого вещества, образующегося при измельчении лука и чеснока).

н

&к Н , Q|_j Сравните превращения шиффовых основании PLP*

"ООС. ГТ >^ч f fCM Wt"Ke) с превращениями этого кетона

R 44 °^ Отделение а-воЬороЬа с образованием

|/ енолят-аниона и отщепление ОН-группы

~и (а р-элиминирование)

О "* б*) Декарбоксилирование ( р-кетокислоты) в) АльЬольное расщепление

Связи при gL-углероЬном атоме также могут разрываться тремя способами с передачей электронов коферменту

А) Отделение и-водороЬа в форме Н+ с образование)* хиноиЬного промежуточного соединения, изоораженного ниже б)Декарбоксилирование в) АльЬольное расщепление (если Y=OH)

Хиноидное промежуточное соединение, полученное в результате расщепления по связи а, может вступать в различные реакции

Хиноидное промежуточное соединение ( аналог енолят-аниона)

Реакции ^-замещения катализируются такими ферментами, как триптофансинтетаза {гл. 14, разд. И,3) и цистеинсинтетаза (гл. 14, разд. Ж), существенными для биосинтеза аминокислот. Шиффовы основания кофермента и ненасыщенных аминокислот, обычно аминоакрилата или аминокротоната, могут быть промежуточными продуктами при элиминировании, а также при (^-замещении (рис. 8-6, Б). Согласно существующим представлениям, превращение в конечные продукты происходит путем гидролиза до свободного аминоакрилата, таутомеризации в ими-нокислоту и гидролиза последней до пирувата и аммоний-иона (рис. 8-6, Б). Имеются, однако, сообщения, например [37], о стереоспе-Цифическом присоединении протона к р-углеродному атому сс-кетобути-рата. Следовательно, при желании читатель может поразмышлять о возможных путях распада шиффова основания ненасыщенной аминокислоты, указанного на рисунке 8-6,5 [см. также схему (8-28)].

2. Переаминирование. Протон может присоединяться к углеродному атому, связанному с положением 4 кольца PLP (рис. 8-6,В), с образованием вторичного шиффова основания, которое часто называют

Коферменты — природные специализированные реагенты 217VRCH2—С — СОО" II

О

Пириват или а-кетабутиращ

ООС\ ^R

С а-Кетокислота

О

\\\

В

РИС. 8-6. Некоторые реакции шиффовых оснований пиридоксальфосфата (реакции типа 8 в табл 9-1). А. Образование хиноидного промежуточного соединения Б. Элиминирование ^-заместителя В. Переаминирование.

РМР-кетимином. Последний способен легко гидролизоваться до пири-доксаминфосфата (РМР) и а-кетокислоты. Этот ряд превращений представляет собой одну из двух полуреакций [уравнения (8-17) и (8-18)], необходимых для ферментативного переаминирования:

Аминокислота1 + PLP Ч=±: Кетокислота! _j_ PjViP (8-17)

РМР + Кетокис лота2 ^ T. PLP-J-Аминокислота2. (8-18>

Суммарная реакция:

Аминокислота1-f-Кетокислота3 ^ > Кетокислота1-j- Аминокислота2.

Трансаминазы играют в метаболизме аминокислот чрезвычайно важную роль; в настоящее время известно более 50 различных ферментон этого кл