Полная версия

Главная arrow Медицина arrow БИОХИМИЯ Часть 2.

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Микросомальные ферментные системы.

Реакции микросомального окисления катализируются НАДФН- и НАДН-зависимыми ферментными системами в присутствии кислорода. НАДФН-зависимый флавопротсин переносит электрон от восстановленного НАДФН на терминальный фермент — цитохром Р-450. восстанавливая железо гема последнего. Кроме того, в моно- оксигеназных реакциях принимает участие НАДН-зависимый ферментный комплекс, состоящий из НАДН-зависимого флавопротеина и цитохрома Л5. В этом случае электрон переносится на кислород и активирует его:

В ряде случаев электрон с цитохрома Ь5 поступает на цитохром Р-450 и участвует в восстановлении железа гема. НАДФН-зависимый флавопротеин представляет собой димер с молекулярной массой 40,5 kDa, причем каждая субъединица содержит 1 молекулу ФАД. Цигохром Ь5 является мономером с молекулярной массой 13 kDa.

Ключевым ферментом системы микросомального окисления является цитохром Р-450. Этот гемопротеин также является мономером, содержащим одну геминную группировку и имеющим молекулярную массу 45 kDa.

Именно цитохром Р-450, присоединяясь к соответствующему субстрату, запускает реакции его биотрансформации.

Возникает вопрос: насколько универсальна данная окислительная система в связи с большим количеством катализируемых ею реакций? Было доказано существование набора изоэнзимов цитохрома F-450, причем каждый из них имеет свои собственные типы субстратов, по отношению к которым он имеет повышенную специфичность. Молекулярные формы цитохрома Р-450 являются истинными изоэнзимами, т. е. они кодируются различными генами или различными аллелями одного гена, отличаются некоторыми физико-химическими свойствами, но имеют одну и ту же геминную группировку. Установлено, что все исследованные организмы от бактерий до человека имеют набор изоэнзимов цитохрома Р-450. Субстраты могут связываться с цитохромом Р-450 по крайней мере двумя различными способами. Одна группа субстратов связывается с белковой частью цитохрома Р-450, в то время как другая группа субстратов взаимодействуете железом геминной группировки энзима.

Тип связывания фермента с субстратом может быть установлен при помощи спектральных методов, поскольку связывание субстратов с цитохромом Р-450 изменяет его спектральные характеристики. Измерение спектра фермента в присутствии субстрата с использованием раствора фермента без субстрата в качестве контроля дает так называемый спектр различия. Субстраты, которые связываются с белковой частью цитохрома Р-450, имеют спектр различия при 390 нм. Такие субстраты называются субстратами первого типа.

Другая группа субстратов связывается с геминной группировкой фермента. Эти субстраты имеют спектры различия с максимумом около 420 нм, они называются субстратами второго типа.

Спектральные изменения связаны со спиновым состоянием атома железа в составе геминной группировки цитохрома Р-450.

Атом железа имеет координационное число 6. Четыре связи локализованы в протопорфириновом кольце, пятая взаимодействует с цистеиновым остатком полипептидной цепи, а шестая связана с гидроксильной группой молекулы воды (рис. 32.2).

Связывание субстрата с цитохромом Р-450 вызывает изменения в электронной конфигурации атома железа. В свободном энзиме большинство атомов железа находится в низкоспиновом состоянии. Связывание субстратов

Строение гема и его связь с белком в цитохроме Р-450

Рис. 32.2. Строение гема и его связь с белком в цитохроме Р-450

первого типа с белковой частью цитохрома Р-450 вызывает переход железа из низкоспинового в высокоспиновое состояние, и это сопровождается спектральными изменениями в области 390 нм.

Связывание субстратов второго типа происходит с шестой координационной связью железа гема, что индуцирует переход из высокоспинового в низкоспиновое состояние.

Кроме субстратов первого и второго типов, существуют еще так называемые обратные субстраты, которые при низких концентрациях подобны субстратам первого типа, а при высоких — второго типа. Ряд веществ образует необратимые комплексы с железом геминной группировки цитохрома Р-450, что приводит к инактивации последнего.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>