А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Флавопротеїнами
Флавопротеїнами - білок, що містить в якості простетіческоі групи флавіновая нуклеотид.
Флавопротеїни, піоціанін і пов'язані з ними пігменти. Варбург і Християн 2 і багато інших дослідників 3 ізолювали з ензимів, здатних каталізувати аеробне окислення а-амінокислот, пуринів і альдегідів, жовту простетичної-групу, яка виявилася фосфорілірованним рибофлавіном (див. Стор. Флавопротеїнами є ферментами, передають водень. Вони пов'язують два атома водню, що віддаються різними субстратами, в тому числі і дпгідро-кодегідрази, перетворюючись в дігідропроізводние; останні віддають водень акцепторам, регенеруючи вихідний фермент, як буде показано нижче.
Деякі властивості білків-переносників кисню (по Г. Ейхгорну. Флавопротеїнами входять до складу оксидоредуктаз - ферментів, які каталізують окислювально-відновні реакції в клітці. Стаціонарний сигнал ЕПР суміші аскорбінової кислоти, перекису водню і пероксидази в проточній системі. Флавопротеїни є найбільш широко вивчений клас ферментів, в яких утворюються пов'язані з білком вільні радикали.
НАДФН-залежний флавопротеїнами - димер з молекулярної масою 40 5 кДа, кожна субодиниця містить 1 моль ФАД.
Деякі флавопротеїни мають в своєму складі крім флавіновая ну-клеотіда ще і залізо.
Наявність флавопротеїнів в болотних опадах є можливо наслідком запізнілого розпаду органічної речовини в аеробних умовах. Антисептичні властивості болотних вод (Swain and Prokopovich, 1954), свідчать про відсутність бактеріальної активності в більш глибоких частинах болота і дають прийнятне пояснення збереженню флавіноідних речовин.
Він виявився флавопротеїнами з молекулярною вагою 87000 і ізоелектричної точкою, що лежить при рН 6 1 з солями заліза кональбумін утворює комплекс червоного кольору (див. стор.
Схема окисного фосфорилювання з приблизними зазначенням місць фосфорилювання. Сукцинат-дегидрогеназа (через флавопротеїнами, що переносить електрон), безпосередньо реагує з дихальної ланцюгом на рівні цитохрому Ь Можлива роль негемового заліза і міді в дихальної ланцюга не вказана.
Велике значення білкового компонента флавопротеїнів проявляється також в ясній специфічності цих ферментів. В даний час відомо, принаймні, 10 різних флавопротеїнів, які містять в якості простетичної групи або рібофлавінфосфат, або флавінаденіндінуклеотід, але відрізняються один від одного білковими компонентами. Останній фермент каталізує окислення відновлених піридин-нуклеотідда (див. Далі) в присутності метиленового синього. Як уже зазначалося, різні флавіновие ферменти відрізняються один від одного тільки за будовою свого апофермента, проте до цих пір не встановлено, в чому конкретно полягають їхні відмінності. невідомо також, яким шляхом апофер-мент впливає на простетичної групу, обумовлюючи специфічний каталіз окислення тільки певних типів з'єднань.
Пластохинон А-найпоширеніший пластохинон у вищих рослин і водоростей. Інші пластохинон відрізняються від нього довжиною бічного ланцюга і природою заступників в хінонову кільці. Пластохінол є відновлену форму пластохінона.
Роль третього переносника електронів грає флавопротеїнами, званий фер-редоксін - NADP-оксидоредуктаз.
Вони входять до складу деяких флавопротеїнів, наприклад сукцинат і НАД (Ф) Н 2 - дегідрогеназ, або ж служать в якості єдиних простетических груп білків.
Фракціонування яєчних білків на КМ-целюлозі. А - суміш овомукоідом і флавопротеїнами; В - овомукоид; С, D, Е - альбумін At, Ai As відповідно; G і Н - кон-альбуміни; L - авидин; F - М - глобуліни; N - лізо-ЦІМ. Умови досвіду: 30 мл діалізували яєчного білка на колонці 2 2X14 см; швидкість фільтрації 2 5 мл /хв.
Негеміновое залізо частково пов'язано з флавопротеїнами, проте це залізо обумовлює перенесення електронів за рахунок поперемінного окислення-відновлення. Кофермент Q, наявний у всіх мітохондріях, являє собою заміщений бензохинон, що переносить електрони також за рахунок поперемінного окислення-відновлення.
Флавінаденозіндінуклеотід (FAD) в флавопротеїнами ліпоїдному дегідро колагенази, ймовірно, може давати два різних комплексу з переносом заряду. Два еквівалентних процесу відновлення ферменту субстратом дигідро-ліпоїдному кислотою, дитіол або NADH призводять до утворення червоного речовини, яке, мабуть, є комплексом аніону тіолу з FAD.
Спрощена схема дихальної ланцюга (по В.К. Плакунову. НАД - никотинамидадениндинуклеотид, ФП - флавопротеїни, що містять ФМН (флавинмононуклеотид) або ФАД (флавінаденіндінуклеотід) і FeS (залізо-сірчані центри); CoQ - кофермент Q (убіхінон); цит.
Тому в якості продуцентів рибофлавіну (флавопротеїнів) можуть бути бактерії, дріжджі і нитчасті гриби. Однак найбільш привабливими є ті штами, які утворюють на рідких середовищах 0 5 г і більше рибофлавіну в 1 л середовища. До подібних організмів ставляться Ashbyii gossypii, Erembthecium ashbyii і Candida guilliermondii. З огляду на мінливість активних продуцентів названих видів за здатністю синтезувати вітамін В2 необхідний систематичний підтримує відбір культур в процесі їх експлуатації на виробництві. Зазвичай активні продуценти перших двох видів формують яркооранжевие колонії на щільних середовищах.
Окислення НАД-залежних дегідрогеназ здійснюється та к-же за посередництвом флавопротеїнів, які каталізують перено-з 1 2 або 4 електронів на 02 що призводить до утворення супер-оксидного аніона, перекису водню або води відповідно.
НАДФН-залежні реакції окислення відбуваються за участю цитохрому Р450 і флавопротеїнами.
До акцепторам електронів відносяться невивчений білок Fe-S, ферредоксин, флавопротеїнами, НАДФ. Останній з цих акцепторів захоплює протон і відновлюється до НАДФ-Н.
Освіта прегненолона з холестеролу відбувається в мітохондріях за участю НАДФ-залежної флавопротеїнами, залізо-сірчаного білка - адре-нодоксіна і цитохрому Р-450. Решта стадії біосинтезу тестостерону відбуваються в ЕПР за участю ферментів: 17а - гідро-ксілази, С1720-ліази, 17р - гідроксістероіддегідрогенази.
Ферменти, що містять в якості простетичної групи ФАДН, називаються флавопротеїнами.
Останній здійснюється за участю електронтранспортноі ланцюга, до складу якої входять флавопротеїни, за рахунок енергії, що генерується в процесі циклічного електронного транспорту.
У для NADH2 /NAD[- 0 08 В для флавопротеина ( FADH2 /FAD); - 0 04 В для цитохрома Ъ ( Fe2 /Fe3) ]до 081 В для О2 - /1 /2О2 Можна також привести значення Е для ряду субстратів: лактат /піруват - 0186 В; малат / оксалоацетат - 0166 В; сукцинат /фу-рамат - 003 В.
Цікаво відзначити, що PQQ-дегідрогенази і оксидази за механізмом дії аналогічні флавопротеїнами, що каталізує перенесення 2 електронів і протонів, можливо, безпосередньо на убіхінон. PQQ-декарбо-ксілази, навпаки, аналогічні за механізмом дії пірідоксалевим ферментам, оскільки обидві системи містять карбонільну групу. На прикладі тривимірної структури одного з хінопротеінов-метиламіно-ксідази-отримані дані, свідчать про те, що коферментом її є не вільний PQQ, а його попередник Pro-PQQ (містить залишки PQQ, індолу і глутамінової кислоти), ковалентно зв'язаний з білковою молекулою.
Найбільш поширений убихинон, що функціонує в дихальної ланцюга на ділянці між флавопротеїнами і цитохромами. На відміну від інших електронних переносників хінони не пов'язані зі специфічними білками. Невеликий фонд убихинона розчинений в ліпідної фазі мембран.
При 10 - 3 М пригнічує NaDH2 - окислюють ферменти і ін. Флавопротеїни, при 10 - 2 М - сук-цінатдегідрогеназу. Впливає на ті ж центри, що й ротенон і пири-цідін А (див.), Але конц.
У аеротолерантнимі анаеробів, таких як молочнокислі бактерії і деякі клостридії, флавопротеїни виконують роль основного сполучної ланки між субстратом і молекулярним киснем. Подібні системи можуть бути корисними, наприклад, для створення анаеробних умов в результаті поглинання 02 з середовища, але не мають відношення до отримання клітиною енергії.
Є, однак, одна істотна відмінність між цією групою ферментів і флавопротеїнами. Флавопрстеіни відносяться до класу складних білків, небілкові компоненти яких пов'язані більш-менш міцно зі своїми специфічними білками і отщепляются тільки під впливом кислоти або метилового спирту, тоді як апофермент ДФН і ТФН менш міцно пов'язані зі своїми ферментами[153], Так що навіть в нейтральних водних розчинах велика частина нуклеотиду знаходиться у вільному стані. Хімічна структура ДФН і ТФН може бути представлена в наступному вигляді: Н - Р - Ф - Ф - Р - Пекло і Н - Р - - Ф - Ф - Ф - Р - Пекло, де Н - Амід нікотинової кислоти, Р - рибоза, Ф - фосфорна кислота, Пекло - аденін.
Аллоксазін є основною речовиною, від якого виробляються вітамін В2 і простетичної група флавопротеїнів.
На підтримку цієї гіпотези говорять дані Мессі і ін. W2w2w23. , Що показують, що все флавопротеїни (дегідрогенази), які беруть участь в одноелектронних перенесення і є донорами, акцепторами електронів або тими і іншими поперемінно, дають біологічно активні сині радикали. У той же час флавопротеїни (оксидази і оксигенази), пов'язані виключно з двохелектронними переносами, дають червоні радикали, які несуттєві для біологічної активності.
Дана реакція, як і всі наступні НАДФН-залежні реакції окислення, протікають за участю цитохрому Р-450 і флавопротеїнами.
Схема інактивації атразин в рослині. Розкладання або інактивація гербіцидів в кукурудзі, сорго і просо протікають під впливом похідних бензоксазину в присутності глутатіону і флавопротеїнами.
Дихальна ланцюг (пояснення в тексті. Водень (протони й електрони) передається з циклу Кребса на нікотинамідні нуклеотид (НАД), потім - на флавопротеїнами (ФАД), кофермент Q, цитохроми і, нарешті, з'єднується з 02 повітря за участю цитохромоксидази.
Рибофлавін входить до складу флавинових кофер-ментів, зокрема ФМН і ФАД, є в свою чергу просте-тическими групами ферментів ряду інших складних білків - флавопротеїнів. Деякі флавопротеїни на додаток до ФМН або ФАД містять ще міцно пов'язані неорганічні іони, зокрема залізо або молібден, наділені здатністю каталізувати транспорт електронів. Розрізняють 2 типу хімічних реакцій, що каталізують цими ферментами. До першого належать реакції, в яких фермент здійснює пряме окислення за участю кисню, тобто дегидрирование (відщеплення електронів і протонів) вихідного субстрату або проміжного метаболіту. До ферментам цієї групи відносяться оксидази L - і D-амінокислот, гліциноксидазою, альдегідоксидазою, ксантиноксидаза і ін. Друга група реакцій, що каталізують флавопротеїнами, характеризується перенесенням електронів і протонів немає від вихідного субстрату, а від відновлених піридинових коферментів. Ферменти цієї групи відіграють головну роль в біологічному окисленні. ФМН і ФАД міцно зв'язуються з білковим компонентом, іноді навіть ковалентно, як, наприклад, в молекулі сукцинатдегідрогенази.
Утворені при окисленні сукцинату, ацил - КоА і інших субстратів електрони переносяться на убіхінон комплексом II або інший мітохондріальної дегідрогеназ через пов'язаний з ферментом ФАДН2 або флавопротеїнами. При цьому окислена форма ко-ферменту Q відновлюється в ароматичний убігідрохінон.
Мабуть, в гидролизатах присутні наступні типи з'єднань: флуоресцирующие речовини в солянокислих екстрактах озерних опадів і торфу, виділені методом паперової хроматографії; рибофлавін, рибофлавін фосфат та інші похідні жовтих ензимів або флавопротеїнів, що включають мирицетин, люмифлавин і флавінаденін-дінуклеотід (ФАД); похідні індолу і триптофану, включаючи кінуренін і оксіантраніловую кислоту; похідні алкалоїду, можливо, що включають нікотинові сполуки; порфірини, наприклад, етіопорфірін.
У ціанобактерій два етапи електронного транспорту можуть здійснюватися за допомогою різних переносників: від цитохрому /до П7оо за допомогою пластоці-Аніна або при нестачі міді за допомогою цитохрому cS5i; від FeS до НАДФ за участю ферредоксина і флавопротеїнами або при нестачі заліза в середовищі за участю специфічного флавопротеїнами - флаводоксіна.
У ціанобактерій два етапи електронного транспорту можуть здійснюватися за допомогою різних переносників: від цитохрому /до П7оо за допомогою пластоці-Аніна або при нестачі міді за допомогою цитохрому cS5i; від FeS до НАДФ за участю ферредоксина і флавопротеїнами або при нестачі заліза в середовищі за участю специфічного флавопротеїнами - флаводоксіна.
Рибофлавін входить до складу флавинових кофер-ментів, зокрема ФМН і ФАД, є в свою чергу просте-тическими групами ферментів ряду інших складних білків - флавопротеїнів. Деякі флавопротеїни на додаток до ФМН або ФАД містять ще міцно пов'язані неорганічні іони, зокрема залізо або молібден, наділені здатністю каталізувати транспорт електронів. Розрізняють 2 типу хімічних реакцій, що каталізують цими ферментами. До першого належать реакції, в яких фермент здійснює пряме окислення за участю кисню, тобто дегидрирование (відщеплення електронів і протонів) вихідного субстрату або проміжного метаболіту. До ферментам цієї групи відносяться оксидази L - і D-амінокислот, гліциноксидазою, альдегідоксидазою, ксантиноксидаза і ін. Друга група реакцій, що каталізують флавопротеїнами, характеризується перенесенням електронів і протонів немає від вихідного субстрату, а від відновлених піридинових коферментів. Ферменти цієї групи відіграють головну роль в біологічному окисленні. ФМН і ФАД міцно зв'язуються з білковим компонентом, іноді навіть ковалентно, як, наприклад, в молекулі сукцинатдегідрогенази.
Окислення СО карбоксідобактеріямі здійснюється за участю принаймні одного специфічного ферменту - СО-оксидази. Це флавопротеїнами, в молекулі якого містяться молібден і FeS-центри.
Локалізація ферментів. Реакції мікросомального окислення катализируются НАДФН - і НАДН-залежними ферментними системами в присутності кисню. НАДФН-залежний флавопротеїнами переносить електрон від відновленого НАДФН на термінальний фермент - цитохром Р-450 відновлюючи залізо гема останнього.
У ряді випадків електрон з цитохрому Ь5 надходить на цитохром Р-450 і бере участь у відновленні заліза гема. НАДФН-залежний флавопротеїнами є димер з молекулярної масою 40 5 kDa, причому кожна субодиниця містить 1 молекулу ФАД.
На наступній стадії циклу (рис. 16 - 13) сукцинат, що утворився з сукцинил - СоА, дегидрирующей з утворенням фумарату. Ця реакція каталізується флавопротеїнами сукцінатдегі-дрогеназой, молекула якого містить ковалентно пов'язаний флавінаде-ніндінуклеотід.
Люціферази світляка є типом ферменту, який, як і активують ацетат ферменти, потребує кофер-мент А. Вона не є флавопротеїнами і не схожа тому на бактеріальну люціферази.
На підтримку цієї гіпотези говорять дані Мессі і ін. W2w2w23. , Що показують, що все флавопротеїни (дегідрогенази), які беруть участь в одноелектронних перенесення і є донорами, акцепторами електронів або тими і іншими поперемінно, дають біологічно активні сині радикали. У той же час флавопротеїни (оксидази і оксигенази), пов'язані виключно з двохелектронними переносами, дають червоні радикали, які несуттєві для біологічної активності.
Найбільш важливими субстратами для дії ферментів, що містять ДФН і ТФН, є молочна кислота, триоз-фосфат, глюкоза, спирт, глкжозо-6 - фосфат, гліцерофосфат, яблучна кислота, ізолімонная кислота, фоефоглюконовая кислота, глутамінова кислота і мурашина кислота. Як і в разі флавопротеїнів, апофермент різних ферментів, що містять ДФН і ТФН, строго специфічні; деякі апофермент були отримані в кристалічному вигляді.
Хромопротеїни - складні білки, до складу яких входять пофарбовані небілкові компоненти. Найбільш поширеними представниками хромопротеїни є флавопротеїни, у яких в якості небілкових компонентів включені флавинмононуклеотид і флавіндінуклеотід, а також гемопротеїни, червоне забарвлення яких обумовлено наявністю гема з включеним в нього залізом. Цей пігмент являє собою плоску структуру, що складається з чотирьох піррольних кілець, в центрі координації яких знаходиться атом заліза. Координаційне число заліза в складі гема дорівнює 6 причому чотири зв'язку зайняті азотами піррольних кілець, п'ята пов'язує гем з білком, а шоста - зайнята тим чи іншим лігандом.
Токсичність молекулярного кисню, наприклад, може бути наслідком активного акцептування ним електронів з розчинних переносників, що функціонують в процесах бродіння, що буде призводити до виснаження внутрішньоклітинного пулу відновлених донорів електронів, необхідних для біосинтезу. Дійсно, було виявлено, що активність розчинних флавопротеїнів, здатних функціонувати як НАД (Ф) Н 2 - оксидази, підвищувалася в 5 - 6 разів при вирощуванні Clostridium acetobutylicum в аеробних умовах порівняно з анаеробними.
Флавопротеїни, піоціанін і пов'язані з ними пігменти. Варбург і Християн 2 і багато інших дослідників 3 ізолювали з ензимів, здатних каталізувати аеробне окислення а-амінокислот, пуринів і альдегідів, жовту простетичної-групу, яка виявилася фосфорілірованним рибофлавіном (див. Стор. Флавопротеїнами є ферментами, передають водень. Вони пов'язують два атома водню, що віддаються різними субстратами, в тому числі і дпгідро-кодегідрази, перетворюючись в дігідропроізводние; останні віддають водень акцепторам, регенеруючи вихідний фермент, як буде показано нижче.
Деякі властивості білків-переносників кисню (по Г. Ейхгорну. Флавопротеїнами входять до складу оксидоредуктаз - ферментів, які каталізують окислювально-відновні реакції в клітці. Стаціонарний сигнал ЕПР суміші аскорбінової кислоти, перекису водню і пероксидази в проточній системі. Флавопротеїни є найбільш широко вивчений клас ферментів, в яких утворюються пов'язані з білком вільні радикали.
НАДФН-залежний флавопротеїнами - димер з молекулярної масою 40 5 кДа, кожна субодиниця містить 1 моль ФАД.
Деякі флавопротеїни мають в своєму складі крім флавіновая ну-клеотіда ще і залізо.
Наявність флавопротеїнів в болотних опадах є можливо наслідком запізнілого розпаду органічної речовини в аеробних умовах. Антисептичні властивості болотних вод (Swain and Prokopovich, 1954), свідчать про відсутність бактеріальної активності в більш глибоких частинах болота і дають прийнятне пояснення збереженню флавіноідних речовин.
Він виявився флавопротеїнами з молекулярною вагою 87000 і ізоелектричної точкою, що лежить при рН 6 1 з солями заліза кональбумін утворює комплекс червоного кольору (див. стор.
Схема окисного фосфорилювання з приблизними зазначенням місць фосфорилювання. Сукцинат-дегидрогеназа (через флавопротеїнами, що переносить електрон), безпосередньо реагує з дихальної ланцюгом на рівні цитохрому Ь Можлива роль негемового заліза і міді в дихальної ланцюга не вказана.
Велике значення білкового компонента флавопротеїнів проявляється також в ясній специфічності цих ферментів. В даний час відомо, принаймні, 10 різних флавопротеїнів, які містять в якості простетичної групи або рібофлавінфосфат, або флавінаденіндінуклеотід, але відрізняються один від одного білковими компонентами. Останній фермент каталізує окислення відновлених піридин-нуклеотідда (див. Далі) в присутності метиленового синього. Як уже зазначалося, різні флавіновие ферменти відрізняються один від одного тільки за будовою свого апофермента, проте до цих пір не встановлено, в чому конкретно полягають їхні відмінності. невідомо також, яким шляхом апофер-мент впливає на простетичної групу, обумовлюючи специфічний каталіз окислення тільки певних типів з'єднань.
Пластохинон А-найпоширеніший пластохинон у вищих рослин і водоростей. Інші пластохинон відрізняються від нього довжиною бічного ланцюга і природою заступників в хінонову кільці. Пластохінол є відновлену форму пластохінона.
Роль третього переносника електронів грає флавопротеїнами, званий фер-редоксін - NADP-оксидоредуктаз.
Вони входять до складу деяких флавопротеїнів, наприклад сукцинат і НАД (Ф) Н 2 - дегідрогеназ, або ж служать в якості єдиних простетических груп білків.
Фракціонування яєчних білків на КМ-целюлозі. А - суміш овомукоідом і флавопротеїнами; В - овомукоид; С, D, Е - альбумін At, Ai As відповідно; G і Н - кон-альбуміни; L - авидин; F - М - глобуліни; N - лізо-ЦІМ. Умови досвіду: 30 мл діалізували яєчного білка на колонці 2 2X14 см; швидкість фільтрації 2 5 мл /хв.
Негеміновое залізо частково пов'язано з флавопротеїнами, проте це залізо обумовлює перенесення електронів за рахунок поперемінного окислення-відновлення. Кофермент Q, наявний у всіх мітохондріях, являє собою заміщений бензохинон, що переносить електрони також за рахунок поперемінного окислення-відновлення.
Флавінаденозіндінуклеотід (FAD) в флавопротеїнами ліпоїдному дегідро колагенази, ймовірно, може давати два різних комплексу з переносом заряду. Два еквівалентних процесу відновлення ферменту субстратом дигідро-ліпоїдному кислотою, дитіол або NADH призводять до утворення червоного речовини, яке, мабуть, є комплексом аніону тіолу з FAD.
Спрощена схема дихальної ланцюга (по В.К. Плакунову. НАД - никотинамидадениндинуклеотид, ФП - флавопротеїни, що містять ФМН (флавинмононуклеотид) або ФАД (флавінаденіндінуклеотід) і FeS (залізо-сірчані центри); CoQ - кофермент Q (убіхінон); цит.
Тому в якості продуцентів рибофлавіну (флавопротеїнів) можуть бути бактерії, дріжджі і нитчасті гриби. Однак найбільш привабливими є ті штами, які утворюють на рідких середовищах 0 5 г і більше рибофлавіну в 1 л середовища. До подібних організмів ставляться Ashbyii gossypii, Erembthecium ashbyii і Candida guilliermondii. З огляду на мінливість активних продуцентів названих видів за здатністю синтезувати вітамін В2 необхідний систематичний підтримує відбір культур в процесі їх експлуатації на виробництві. Зазвичай активні продуценти перших двох видів формують яркооранжевие колонії на щільних середовищах.
Окислення НАД-залежних дегідрогеназ здійснюється та к-же за посередництвом флавопротеїнів, які каталізують перено-з 1 2 або 4 електронів на 02 що призводить до утворення супер-оксидного аніона, перекису водню або води відповідно.
НАДФН-залежні реакції окислення відбуваються за участю цитохрому Р450 і флавопротеїнами.
До акцепторам електронів відносяться невивчений білок Fe-S, ферредоксин, флавопротеїнами, НАДФ. Останній з цих акцепторів захоплює протон і відновлюється до НАДФ-Н.
Освіта прегненолона з холестеролу відбувається в мітохондріях за участю НАДФ-залежної флавопротеїнами, залізо-сірчаного білка - адре-нодоксіна і цитохрому Р-450. Решта стадії біосинтезу тестостерону відбуваються в ЕПР за участю ферментів: 17а - гідро-ксілази, С1720-ліази, 17р - гідроксістероіддегідрогенази.
Ферменти, що містять в якості простетичної групи ФАДН, називаються флавопротеїнами.
Останній здійснюється за участю електронтранспортноі ланцюга, до складу якої входять флавопротеїни, за рахунок енергії, що генерується в процесі циклічного електронного транспорту.
У для NADH2 /NAD[- 0 08 В для флавопротеина ( FADH2 /FAD); - 0 04 В для цитохрома Ъ ( Fe2 /Fe3) ]до 081 В для О2 - /1 /2О2 Можна також привести значення Е для ряду субстратів: лактат /піруват - 0186 В; малат / оксалоацетат - 0166 В; сукцинат /фу-рамат - 003 В.
Цікаво відзначити, що PQQ-дегідрогенази і оксидази за механізмом дії аналогічні флавопротеїнами, що каталізує перенесення 2 електронів і протонів, можливо, безпосередньо на убіхінон. PQQ-декарбо-ксілази, навпаки, аналогічні за механізмом дії пірідоксалевим ферментам, оскільки обидві системи містять карбонільну групу. На прикладі тривимірної структури одного з хінопротеінов-метиламіно-ксідази-отримані дані, свідчать про те, що коферментом її є не вільний PQQ, а його попередник Pro-PQQ (містить залишки PQQ, індолу і глутамінової кислоти), ковалентно зв'язаний з білковою молекулою.
Найбільш поширений убихинон, що функціонує в дихальної ланцюга на ділянці між флавопротеїнами і цитохромами. На відміну від інших електронних переносників хінони не пов'язані зі специфічними білками. Невеликий фонд убихинона розчинений в ліпідної фазі мембран.
При 10 - 3 М пригнічує NaDH2 - окислюють ферменти і ін. Флавопротеїни, при 10 - 2 М - сук-цінатдегідрогеназу. Впливає на ті ж центри, що й ротенон і пири-цідін А (див.), Але конц.
У аеротолерантнимі анаеробів, таких як молочнокислі бактерії і деякі клостридії, флавопротеїни виконують роль основного сполучної ланки між субстратом і молекулярним киснем. Подібні системи можуть бути корисними, наприклад, для створення анаеробних умов в результаті поглинання 02 з середовища, але не мають відношення до отримання клітиною енергії.
Є, однак, одна істотна відмінність між цією групою ферментів і флавопротеїнами. Флавопрстеіни відносяться до класу складних білків, небілкові компоненти яких пов'язані більш-менш міцно зі своїми специфічними білками і отщепляются тільки під впливом кислоти або метилового спирту, тоді як апофермент ДФН і ТФН менш міцно пов'язані зі своїми ферментами[153], Так що навіть в нейтральних водних розчинах велика частина нуклеотиду знаходиться у вільному стані. Хімічна структура ДФН і ТФН може бути представлена в наступному вигляді: Н - Р - Ф - Ф - Р - Пекло і Н - Р - - Ф - Ф - Ф - Р - Пекло, де Н - Амід нікотинової кислоти, Р - рибоза, Ф - фосфорна кислота, Пекло - аденін.
Аллоксазін є основною речовиною, від якого виробляються вітамін В2 і простетичної група флавопротеїнів.
На підтримку цієї гіпотези говорять дані Мессі і ін. W2w2w23. , Що показують, що все флавопротеїни (дегідрогенази), які беруть участь в одноелектронних перенесення і є донорами, акцепторами електронів або тими і іншими поперемінно, дають біологічно активні сині радикали. У той же час флавопротеїни (оксидази і оксигенази), пов'язані виключно з двохелектронними переносами, дають червоні радикали, які несуттєві для біологічної активності.
Дана реакція, як і всі наступні НАДФН-залежні реакції окислення, протікають за участю цитохрому Р-450 і флавопротеїнами.
Схема інактивації атразин в рослині. Розкладання або інактивація гербіцидів в кукурудзі, сорго і просо протікають під впливом похідних бензоксазину в присутності глутатіону і флавопротеїнами.
Дихальна ланцюг (пояснення в тексті. Водень (протони й електрони) передається з циклу Кребса на нікотинамідні нуклеотид (НАД), потім - на флавопротеїнами (ФАД), кофермент Q, цитохроми і, нарешті, з'єднується з 02 повітря за участю цитохромоксидази.
Рибофлавін входить до складу флавинових кофер-ментів, зокрема ФМН і ФАД, є в свою чергу просте-тическими групами ферментів ряду інших складних білків - флавопротеїнів. Деякі флавопротеїни на додаток до ФМН або ФАД містять ще міцно пов'язані неорганічні іони, зокрема залізо або молібден, наділені здатністю каталізувати транспорт електронів. Розрізняють 2 типу хімічних реакцій, що каталізують цими ферментами. До першого належать реакції, в яких фермент здійснює пряме окислення за участю кисню, тобто дегидрирование (відщеплення електронів і протонів) вихідного субстрату або проміжного метаболіту. До ферментам цієї групи відносяться оксидази L - і D-амінокислот, гліциноксидазою, альдегідоксидазою, ксантиноксидаза і ін. Друга група реакцій, що каталізують флавопротеїнами, характеризується перенесенням електронів і протонів немає від вихідного субстрату, а від відновлених піридинових коферментів. Ферменти цієї групи відіграють головну роль в біологічному окисленні. ФМН і ФАД міцно зв'язуються з білковим компонентом, іноді навіть ковалентно, як, наприклад, в молекулі сукцинатдегідрогенази.
Утворені при окисленні сукцинату, ацил - КоА і інших субстратів електрони переносяться на убіхінон комплексом II або інший мітохондріальної дегідрогеназ через пов'язаний з ферментом ФАДН2 або флавопротеїнами. При цьому окислена форма ко-ферменту Q відновлюється в ароматичний убігідрохінон.
Мабуть, в гидролизатах присутні наступні типи з'єднань: флуоресцирующие речовини в солянокислих екстрактах озерних опадів і торфу, виділені методом паперової хроматографії; рибофлавін, рибофлавін фосфат та інші похідні жовтих ензимів або флавопротеїнів, що включають мирицетин, люмифлавин і флавінаденін-дінуклеотід (ФАД); похідні індолу і триптофану, включаючи кінуренін і оксіантраніловую кислоту; похідні алкалоїду, можливо, що включають нікотинові сполуки; порфірини, наприклад, етіопорфірін.
У ціанобактерій два етапи електронного транспорту можуть здійснюватися за допомогою різних переносників: від цитохрому /до П7оо за допомогою пластоці-Аніна або при нестачі міді за допомогою цитохрому cS5i; від FeS до НАДФ за участю ферредоксина і флавопротеїнами або при нестачі заліза в середовищі за участю специфічного флавопротеїнами - флаводоксіна.
У ціанобактерій два етапи електронного транспорту можуть здійснюватися за допомогою різних переносників: від цитохрому /до П7оо за допомогою пластоці-Аніна або при нестачі міді за допомогою цитохрому cS5i; від FeS до НАДФ за участю ферредоксина і флавопротеїнами або при нестачі заліза в середовищі за участю специфічного флавопротеїнами - флаводоксіна.
Рибофлавін входить до складу флавинових кофер-ментів, зокрема ФМН і ФАД, є в свою чергу просте-тическими групами ферментів ряду інших складних білків - флавопротеїнів. Деякі флавопротеїни на додаток до ФМН або ФАД містять ще міцно пов'язані неорганічні іони, зокрема залізо або молібден, наділені здатністю каталізувати транспорт електронів. Розрізняють 2 типу хімічних реакцій, що каталізують цими ферментами. До першого належать реакції, в яких фермент здійснює пряме окислення за участю кисню, тобто дегидрирование (відщеплення електронів і протонів) вихідного субстрату або проміжного метаболіту. До ферментам цієї групи відносяться оксидази L - і D-амінокислот, гліциноксидазою, альдегідоксидазою, ксантиноксидаза і ін. Друга група реакцій, що каталізують флавопротеїнами, характеризується перенесенням електронів і протонів немає від вихідного субстрату, а від відновлених піридинових коферментів. Ферменти цієї групи відіграють головну роль в біологічному окисленні. ФМН і ФАД міцно зв'язуються з білковим компонентом, іноді навіть ковалентно, як, наприклад, в молекулі сукцинатдегідрогенази.
Окислення СО карбоксідобактеріямі здійснюється за участю принаймні одного специфічного ферменту - СО-оксидази. Це флавопротеїнами, в молекулі якого містяться молібден і FeS-центри.
Локалізація ферментів. Реакції мікросомального окислення катализируются НАДФН - і НАДН-залежними ферментними системами в присутності кисню. НАДФН-залежний флавопротеїнами переносить електрон від відновленого НАДФН на термінальний фермент - цитохром Р-450 відновлюючи залізо гема останнього.
У ряді випадків електрон з цитохрому Ь5 надходить на цитохром Р-450 і бере участь у відновленні заліза гема. НАДФН-залежний флавопротеїнами є димер з молекулярної масою 40 5 kDa, причому кожна субодиниця містить 1 молекулу ФАД.
На наступній стадії циклу (рис. 16 - 13) сукцинат, що утворився з сукцинил - СоА, дегидрирующей з утворенням фумарату. Ця реакція каталізується флавопротеїнами сукцінатдегі-дрогеназой, молекула якого містить ковалентно пов'язаний флавінаде-ніндінуклеотід.
Люціферази світляка є типом ферменту, який, як і активують ацетат ферменти, потребує кофер-мент А. Вона не є флавопротеїнами і не схожа тому на бактеріальну люціферази.
На підтримку цієї гіпотези говорять дані Мессі і ін. W2w2w23. , Що показують, що все флавопротеїни (дегідрогенази), які беруть участь в одноелектронних перенесення і є донорами, акцепторами електронів або тими і іншими поперемінно, дають біологічно активні сині радикали. У той же час флавопротеїни (оксидази і оксигенази), пов'язані виключно з двохелектронними переносами, дають червоні радикали, які несуттєві для біологічної активності.
Найбільш важливими субстратами для дії ферментів, що містять ДФН і ТФН, є молочна кислота, триоз-фосфат, глюкоза, спирт, глкжозо-6 - фосфат, гліцерофосфат, яблучна кислота, ізолімонная кислота, фоефоглюконовая кислота, глутамінова кислота і мурашина кислота. Як і в разі флавопротеїнів, апофермент різних ферментів, що містять ДФН і ТФН, строго специфічні; деякі апофермент були отримані в кристалічному вигляді.
Хромопротеїни - складні білки, до складу яких входять пофарбовані небілкові компоненти. Найбільш поширеними представниками хромопротеїни є флавопротеїни, у яких в якості небілкових компонентів включені флавинмононуклеотид і флавіндінуклеотід, а також гемопротеїни, червоне забарвлення яких обумовлено наявністю гема з включеним в нього залізом. Цей пігмент являє собою плоску структуру, що складається з чотирьох піррольних кілець, в центрі координації яких знаходиться атом заліза. Координаційне число заліза в складі гема дорівнює 6 причому чотири зв'язку зайняті азотами піррольних кілець, п'ята пов'язує гем з білком, а шоста - зайнята тим чи іншим лігандом.
Токсичність молекулярного кисню, наприклад, може бути наслідком активного акцептування ним електронів з розчинних переносників, що функціонують в процесах бродіння, що буде призводити до виснаження внутрішньоклітинного пулу відновлених донорів електронів, необхідних для біосинтезу. Дійсно, було виявлено, що активність розчинних флавопротеїнів, здатних функціонувати як НАД (Ф) Н 2 - оксидази, підвищувалася в 5 - 6 разів при вирощуванні Clostridium acetobutylicum в аеробних умовах порівняно з анаеробними.