Коферменты оксидоредуктаз и их функции

Структурная формула, рациональное название и буквенное обозначение	Перенос	Тип
	2ē и 2Н^+	П

2ē и 2Н^+

П

 

ФМН и ФАД ковалентно связаны с ферментами. Активной группой обоих коферментов является флавин (изоаллоксазин), имеющий сопряженную систему из трех колец, которая может при восстановлении принимать два электрона и два протона.

В ФМН к флавину присоединен фосфорилированный спирт - рибит. ФАД состоит из ФМН, связанного с аденозинмонофосфатом (АМФ). Оба соединения являются функционально близкими коферментами.

 

2ē и 2Н^+

П

В липоамиде функцию окислительно-восстановительного центра выполняет внутримолекулярный дисульфидный мостик. Липоевая кислота ковалентно связана с остатком лизина молекулы фермента.

Остаток липоевой кислоты прежде всего участвует в окислительном декарбоксилировании 2-кетокислот.

1ē

П

Группа гема является окислительно-восстановительным коферментом в дыхательной цепи, фотосинтезе, а также в монооксигеназах и пероксидазах.

В отличие от гемоглобина в этих случаях ион железа меняет валентность.

Гем в цитохроме С, ковалентно связан с двумя остатками цистеина молекулы фермента.

2ē и 1Н^+

P

 

Коферменты НАД⁺ и НАДФ⁺ широко распространены как коферменты дегидрогеназ. Они переносят гидрид-ион(Н^‾) и действуют всегдав растворимой форме.

НАД⁺ передает восстановительный эквивалент из катаболического пути в дыхательную цепь и тем самым участвует в энергетическом обмене. НАДФ⁺, напротив, является самым важным восстановителемпри биосинтезе.

2ē и 2Н^+

Р

 

Убихинон является переносчиком восстановительных эквивалентовв дыхательной цепи. При восстановлении хинон превращается в ароматический гидрохинон(убихинол).

Аналогичные системы хинон/гидрохинон принимают участие в реакциях фотосинтеза. К этому классу окислительно-восстановительных систем принадлежат также витамины Е и К.

Из сопоставления таблиц 1 и 2, видно, что такие витамины как рибофлавин, липоевая кислота, липоамид, никотиновая кислота и никотинамид являются предшественниками коферментов оксидоредуктаз.

Гем в чистом виде не применяется в медицинской практике из-за сложности его выделения и синтеза. В качестве препарата, содержащего гем, в медицине применяется препарат крови - «гематоген».

Хотя методы синтеза убихинонов разработаны, до настоящего времени окончательно не установлены пути их биосинтеза. Коферменты Q₆–Q₉ обнаружены в различных микроорганизмах, а кофермент Q₁₀ в человеческом организме. Интересно отметить, что кофермент Q₁₀ в последнее время нашел применение в косметологии.

Аскорбиновую кислоту также целесообразно отнести к растворимому коферменту, поскольку она принимает участие в реакциях окисления некоторых субстратов кислородом, главным образом в реакциях гидроксилирования. Из биохимических процессов с участием аскорбиновой кислоты следует отметить окисление тирозина, синтезы катехоламинов и желчных кислот. Она является коферментом фермента проколлагенпролин-4-диоксигеназы, катализирующего окисление остатков пролина, входящих в структуру проколлагена, до 4-гидроксипролина в процессе созревания коллагена (Аминокислоты и полипептиды: учеб. пособ. Ч. I./ В.А. Смирнов, Ю.Н. Климочкин. – Самара. Самар. гос. техн. ун-т., 2007, стр.10).

В таблице 3 приведены структурные формулы, названия и буквенные обозначения коферментов, участвующих в реакциях переноса функциональных групп, а также соответствующие ферменты и переносимые ими группы.