Ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, называются оксидоредуктазы:
1. Оксидазы (цитохромоксидаза, фенолаза). Истинные оксидазы катализируют удаление водорода из субстрата, используя при этом в качестве акцептора водорода только кислород. Они неизменно содержат медь, продуктом реакции является вода (исключение составляют реакции, катализируемые уриказой и моноаминоксидазой, в результате которых образуется Н202).
2. Аэробные дегидрогеназы (дегидрогеназа L-аминокислот, ксантиндегидрогеназа, альдегиддегидрогеназа,глюкозооксидаза). Аэробные дегидрогеназы – ферменты, катализирующие удаление водорода из субстрата; в отличие от оксидаз они могут использовать в качестве акцептора водорода не только кислород, но и искусственные акцепторы, такие, как метиленовый синий. Эти дегидрогеназы относятся к флавопротеинам, и продуктом катализируемой ими реакции является перекись водорода, а не вода.
3.Анаэробные дегидрогеназы (НАД-зависимые дегидрогеназы, НАДФ-зависимые дегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназа, цитохромоксидаза). Анаэробные дегидрогеназы – ферменты, катализирующие удаление водорода из субстрата, но не способные использовать кислород в качестве акцептора водорода. В этот класс входит большое число ферментов. Они выполняют две главные функции:
а) Перенос водорода с одного субстрата на другой в сопряженной окислительно-восстановительной реакции. Эти дегидрогеназы специфичны к субстратам, но часто используют один и тот же кофермент или переносчик водорода. Поскольку рассматриваемые реакции обратимы, они обеспечивают в клетке свободный перенос восстановительных эквивалентов. Реакции этого типа, приводящие к окислению одного субстрата за счет восстановления другого, особенно важны для осуществления окислительных процессов в отсутствие кислорода.
б) Функцию компонентов дыхательной цепи, обеспечивающих транспорт электронов от субстрата на кислород.
4. Гидроксипероксидазы (пероксидаза, каталаза). Гидроксипероксидазы – ферменты, использующие в качестве субстрата перекись водорода или органические перекиси. К этой категории относятся два типа ферментов: пероксидазы, находящиеся в составе молока, в растениях, лейкоцитах, тромбоцитах, эритроцитах и т. д., и каталаза, функционирующая в тканях животных и растений.
5. Оксигеназы (диоксигеназы, монооксигеназы). Окснгеназы – ферменты, катализирующие прямое введение кислорода в молекулу субстрата.
Митохондриальные и микросомальные монооксигеназы: строение и биологическая роль
Митохондриальные цитохром Р-450-содержащие монооксигеназные системы
Эти системы находятся в стероидогенных тканях – в коре надпочечников, в семенниках, яичниках и плаценте; они участвуют в биосинтезе стероидных гормонов из холестерола (гидроксилирование по С22 и С20 при отщеплении боковой цепи и по положениям 11β и 18). Ферменты почечной системы катализируют гидроксилирование 25-гидроксихолекальциферола по положениям 1α и 24; в печени происходит гидроксилирование холестерола по положению 26 при биосинтезе желчных кислот. В коре надпочечников содержание митохондриального цитохрома Р-450 в шесть раз выше, чем содержание цитохромов дыхательной цепи. Монооксигеназная система состоит из трех компонентов, локализованных во внутренней митохондриальной мембране на границе с матриксом: NADP-специфичного FAD-содержащего флавопротеина, Fе2S2-белка (адренодоксина) и цитохрома Р-450.
Микросомные цитохром Р-450-содержащие монооксигеназные системы. К этой группе относятся ферменты, участвующие в метаболизме многих лекарственных веществ путем их гидроксилирования. Они находятся в микросомах печени вместе с цитохромом Р-450 и цитохромом b5. Восстановителями этих цитохромов являются NADH и NADPH. Цитохромы окисляются субстратами в результате серии ферментативных реакций, составляющих так называемый гидроксилазный цикл:
Лек – лекарственное вещество.
К лекарственным веществам, метаболизм которых идет при участии рассматриваемых систем, относятся бензпирен, аминопирин, анилин, морфин и бензофетамин. Многие лекарственные вещества, например фенобарбитал, способны индуцировать синтез микросомных ферментов и цитохрома Р-450.
Цитохром Р-450-гидроксилазный цикл в микросомах. Приведенная система типична для гидроксилаз стероидов в коре надпочечников. Микросомная цитохром Р-450-гидроксилаза печени не нуждается в присутствии железосерного белка Fe2S2. Окись углерода (СО) ингибирует указанную на рисунке стадию →
|
Окисление метаболита, катализируемое оксидазой.
|
|
Окисление метаболита, катализируемое аэробной дегидрогеназой.
|
|
Окисление метаболита анаэробными дегидрогеназами и – на завершающей стадии – истинной оксидазой дыхательной цепи.
|
|
Микросомы – мембранная фракция эндоплазматического ретикулума, полученная в процессе дифференциального центрифугирования.
Митохондриальная цитохром Р-450-монооксигеназная система.
Fe2S2-железо-серный белок (адренодоксин). Поскольку NADP(H) не может проникать в митохондриальную мембрану, источниками восстановительных эквивалентов являются такие субстраты, как мамалат и изоцитрат, для которых внутри митохондрий имеются специфические NADP-зависимые дегидрогеназы.
|
|
Дата: 2018-11-18, просмотров: 1077.
|