Дегидрогеназы, представители, каталитическое действие, строение

Дегидрогеназы – окисляют субстрат путем дегидрирования, т.е. отщеплением атомов водорода. Представители: 1) пиридинферменты; 2) флавинферменты 3.Пиридинферменты (ПФ), строение, каталитическое действие, химическая природа кофермента.

ПФ - это сложные двухкомпонентные фер­менты, состоящие из апофермента и кофермента. Кофермент может быть в виде НАД или в виде НАДФ. Действующей группой в этих ферментах является входящее в кофермент кольцо пиридина. Связь между апоферментом и коферментом непрочная, осуществляется с помощью цинка. В раство­ре всегда имеется подвижное равновесие.

ПФ апофермент + кофермент (НАД; НАДФ)

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) - производное амида никотиновой кислоты, который, как известно, является антипеллагрическим витамином PP. НАД является динуклеотидом, один из них - аденозинмонофосфат (АМФ), а второй нуклеотид содержит в качестве азотистого основания амид никотиновой кислоты, последний связан с остатком ри­бозы и фосфорнойкислоты. Амид никотиновой кислоты имеет основные свойства, благодаря наличию вего молекуле положительно заряженного атома азота, поэтому в сокращенном виде обозначается НАД⁺ или НАДФ⁺, за счет этого заряда происходит связывание кофермента к апоферменту.

Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ⁺) состоит из молекулы НАД с при­соединенной ко второму углероду рибозы, входящей в состав АМФ, третьей

по счету фосфорной кислоты.

НАД⁺ и НАДФ⁺ являются коферментами ПФ, которых относят к первичным дегидрогеназам, поскольку они катализируют отнятие атомов водо­рода непосредственно от окисляемого субстрата. При восстановлении НАД⁺ происходят соответствующие изменения в структуре этого соединения. Роль вещества в НАД⁺, отнимающего водород, выполняет никотинамид, остальная часть НАДа стабилизи­рует эту молекулу. Один водород, отнятый от субстрата, присоединяется к шестому атому углерода никотинамида, а второй водород расщепляется (Н^О→Н⁺ + е^-). Электрон присоединяется к азоту, нейтрализуя его заряд, а Н⁺ (про­тон) остается в растворе. Однако, в дальнейших реакциях этот протон используется, поэтому восстановленную форму НАД условно обозначают НАДН₂.

В кольце никотинамида меняются количество и расположение двойных связей. Окисленная форма НАД прочно удер­живает белок, но при восстановлении НАДа связь с белком теряется:

Апофермент связывается с другой молекулой окисленно­го НАДа.

НАД принимает участие в процессе биологического окис­ления, содержится в больших количествах в мито­хондриях, выступая в роли окислительного агента при от­щеплении атомов водорода от субстратов и служит источником энергии для образования АТФ.

ПФ, содержащие в качестве кофермента НАДФ, находятся, в основном, в цитоплазме. НАДФ восстанавливается до НАДФН_2. Восстановленный НАДФ играет роль восстановителя в биологических реакциях, в биологическом окислении участия не принимает. НАДФН₂ – это вторая форма сохранения энергии в клетках. Используется как источник энергии и водорода в реакциях восстановительного синтеза. Природа белка, содержащегося в первичной дегидрогеназе, определяет специфичность данного фермента.

Восстановленные формы пиридиновых дегидрогеназ обыч­но передают водород флавиновым ферментам, которые входят в состав большой группы дегидрогеназ, называемых флавиновыми дегидрогеназами или флавопротеидами и обозначаются ФП.