Успехи в изучении коферментов. Доказательство химической общности коферментов и витаминов

Создание этой схемы и выделение промежуточных продуктов распада глюкозы сопровождалось изучением ферментов, катализирующих отдельные этапы превращений. «Зимаза Бухнера» оказалась комплексом ферментов, часть из которых была двухкомпонентной, и содержала простетическую группу – козимазу.

Одним из наиболее выдающихся достижений биохимии первой половины XX в. было установление шведским химиком Г. Эйлером (20‑е годы) того факта, что козимаза представляет собой нуклеотид адениловой кислоты и что ее присутствие необходимо для нормального функционирования многочисленных ферментных систем, осуществляющих окисление промежуточных продуктов обмена веществ. Козимаза, широко распространенная в различных биологических объектах, оказалась идентичной открытому еще в 1918 г. О. Мейергофом фактору окисления гликогена мышечного сока.

С исследованиями Г. Эйлера[60] связано развитие двух новых направлений в энзимологии. Во‑первых, выяснение химической природы кофактора процессов дегидрирования позволило приступить на строго химической основе к созданию представлений о механизмах переноса водорода, к изучению кинетики и многих других физико‑химических аспектов проблемы действия ферментов. Во‑вторых, они создали предпосылки для систематизированных поисков новых ферментов и кофакторов, объединяющихся по новым принципам.

В 1932 г. немецкие биохимики О. Варбург и В. Христиан при исследовании ферментативного окисления глюкозо‑6‑фосфата обнаружили, что для осуществления этого процесса необходимо присутствие кофактора, отличного от козимазы (или кодегидразы I). Они назвали его кодегидразой II (см. также главу 7).

Отто Варбург. 1883–1970.

В том же 1932 г. школой О. Варбурга и одновременно венгерскими химиками во главе с А. Сцент‑Дьёрдьи были начаты исследования так называемых «желтых ферментов», которые привели к открытию и синтезу Р. Куном рибофлавина (Нобелевская премия, 1938). Исследования Р. Куна и П. Каррера[61] показали, что рибофлавин идентичен уже известному тогда витамину В₂. За этим открытием последовали другие, которые не только подтвердили важную роль витаминов в обеспечении функционирования различных ферментных систем, но позволили расшифровать биохимический механизм многих заболеваний и открыть новые звенья обмена веществ.

Владимир Иванович Палладин. 1859–1922.

С исследованиями коферментов брожения связана разработка очень важной концепции о механизме окислительных процессов в организме. Как уже отмечалось, после работ А.Н. Баха общепризнанной стала перекисная теория биологического окисления (см. также главу 7). Однако уже в 1912 г. В.И. Палладин (Ленинская премия, 1929) и немецкий химик Г. Виланд независимо друг от друга разработали новую теорию биологического окисления, в основе которой лежало представление о дегидрировании (отнятии водорода). Включение кислорода, по Палладину‑Виланду, происходило лишь на последнем этапе и приводило к окислению до воды отнятого от субстрата водорода. Исследования Г. Эйлера, О. Варбурга и других показали, что к числу дегидрогеназ, широко распространенных в природе, а также коферментов и акцепторов водорода относятся и уже известные кодегидразы I и II.