Изоферменты. Мультиферментные комплексы. Коферменты

Изоферменты – ряд форм одного и того же фермента, которые катализируют одну и ту же реакцию, но различаются по свойствам: оптимуму температуры, отношению к ингибиторам, локализации. Обнаружены изоферменты более, чем у 100 ферментов.

Мультиферментные комплексы

Мультиферментный комплекс – группа ферментов, катализирующих последовательно все этапы превращения вещества.

Например, синтез жирных кислот катализируется комплексом, состоящим из 7 ферментов.

Коферменты

Коферменты – небелковые компоненты ферментов.

Рассмотрим наиболее важные в биологическом аспекте коферменты.

Никотиноамидные коферменты (НАД, НАДФ).

НАД (NAD) и НАДФ (NADP) по химической природе динуклеотидные коферменты, то есть состоящие из двух мононуклеотидов (АМФ и нуклеотида, содержащего амид никотиновой кислоты). Никотинамид – это водорастворимый витамин РР.

NH₂

О

-С N N

NH₂ O O

|| ||

N O CH₂ – O – P – O – P – O – CH₂ O N N

| |

H H OH OH H H

OH OH OH OH

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД)

NH₂

О

-С N N

NH₂ O O

|| ||

N O CH₂ – O – P – O – P – O – CH₂ O N N

| |

H H OH OH H H

ОН

OH OH OH O – Р = О

ОН

Никотинамидадениннуклеотидфосфат (НАДФ)

Биологическая роль НАД и НАДФ.

Входят в состав оксидоредуктаз – анаэробных дегидрогеназ, принимают участие в окислительно-восстановительных процессах поэтапного переноса водорода (цикл Кребса, дыхательная цепь). Витамин РР служит составной частью 150 анаэробных дегидрогеназ.

Коферменты ФМН (FMN) и ФАД (FAD).

Флавиномононуклеотид (ФМН) – по химической природе мононуклеотид.

Флавинадениндинуклеотид (ФАД) – по химической природе – динуклеотид, состоит из АМФ + ФМН. ФАД ФМН содержит витамин В₂ (рибофлавин).

Рибофлавин = рибитол + изоллоксазин

Ферменты, содержащие в своем составе ФАД, называют флавиновыми или флавопротеидными. В клетках находится около 60 флавопротеидов. Флавиновые ферменты – аэробные дегидрогеназы, относятся к оксидоредуктазам.

CH₃ N O NH

Изоаллоксазин

CH₃ N O

|

CH₂

|

H-C-OH

|

H-C-OH Рибитол

|

H-C-OH

| OH

CH₂ – O – P = O Флавинмононуклеотид (ФМН)

OH

CH₃ N O NH

CH₃ N O

|

CH₂

| NH₂

H-C-OH |

| N N

H-C-OH

|

H-C-OH О O

| || || N N

CH₂ – O – P – O – P – O – CH₂ O

| | |

OH OH H

OH

Флавинадениннуклеотид

Биологическая роль флавиновых ферментов – катализируют аэробные окислительно-восстановительные реакции в живой системе, например, окисляют восстановительные коферменты – НАД Н₂, НАДФ Н₂, несущие Н₂ в дыхательной цепи.

Тиоловые коферменты

К тиоловым коферментам относится кофермент ацилирования (КоА, CoA, HSCoA), биологическая роль которого заключается в переносе ацильных группировок. Если КоА переносит ацетил СН₃СО-, то он называется коферментом ацетилирования (СН₃СО – ацетил). В состав КоА входит витамин В₃ (пантотеновая кислота).

CH₃

|

НО – СН₂ – С – СН – С – NH – CH₂ – CH₂ – COOH

| | ||

CH₃ OH O

Пантотеновая кислота (a, g-диокси-b, b^¢-диметилбутирил-b-алинан)

NH₂

N N O O CH₃ H O

CH₂-O-P-O-P-O-CH₂-C-C-C-NH-CH₂-CH₂-C

OH OH CH₃ OH O NH₂

N N O |

| Пирофосфат CH₂

H H |

OH CH₂

OH O – P = O b-аминоэтантиол |

OH SH

Аденозин-3-фосфат

Пантотеновая кислота

Ацильные группы переносятся КоА за счет сложноэфирной связи с тиоловой группой – SН кофермента А.

Биологическая роль кофермента ацилирования:

1. КоА является ключевым веществом промежуточного метаболизма, переносчиком СН₃СО-, которые вступают в цикл Кребса для окисления до Н₂О и СО₂ и генерации энергии.

2. Является коферментом активирования кислот – жирных кислот до аминокислот.