Главная > Химия > Биохимия, Т.2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

12.14. Образование тиоэфира при окислении глицеральдегид-3-фосфата

При действии глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназы образуются различные виды фермент-субстратных промежуточных продуктов. Фермент катализирует окислительное фосфорилирование своего альдегидного субстрата.

В процессе превращения альдегида в ацил-фосфат сначала происходит окисление альдегидной группы

Это требует удаления гидрид-иона который представляет собою ядро атома водорода с двумя электронами. Отделение гидрид-иона от альдегида сопряжено с преодолением мощного барьера,

Рис. 12.14. Микрофотография кристаллов альдолазы. (Печатается с любезного разрешения д-ра David Eisenberg.)

обусловленного биполярным характером карбонильной группы, Углеродный атом карбонильной группы уже имеет частичный положительный заряд.

Удаление гидрид-иона облегчается уменьшением положительного заряда атома углерода. Это достигается присоединением нуклеофилъного агента, обозначаемого как в следующем уравнении;

Гидрид-ион легко отделяется от образовавшегося продукта, поскольку углеродный атом больше не несет высокого положительного заряда. Более того, некоторое количество свободной энергии окисления накапливается в ацильном промежуточном продукте. Присоединение к этому промежуточному продукту ортофосфата приводит к образованию ацилфосфата, имеющего высокий потенциал переноса группы. Описанная последовательность реакций названа фосфорилированием на субстратном уровне, или субстратным фосфорилированием.

Теперь посмотрим, каким образом глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназа катализирует эти реакции (рис. 12.15). Нуклеофильный агент это сульфгидрилъная группа цистеинового остатка в активном центре фермента. Альдегидный субстрат реагирует с ионизированной формой указанной сульфгидрильной группы с образованием полутиоацеталя. Следующий этап — перенос гидрид-иона. Акцептором для гидрид-иона служит молекула NAD + , которая прочно связана с ферментом. Продуктами реакции являются восстановленный кофер-мент NADH и тиоэфир, Этот тиоэфир представляет собою богатый энергией промежуточный продукт, соответствующий упомянутому ранее ацильному промежуточному продукту. NADH отделяется от фермента, и с активным центром вновь связывается NAD+. Далее ортофосфат воздействует на тиоэфир с образованием 1,3-бисфосфогли-церата, богатого энергией фосфата. Образование 1,3-бисфосфоглицерата из 3-фосфо-глицеральдегида имеет крайне важное значение, поскольку термодинамически невыгодная реакция, образование ацилфосфата из карбоксилата, стимулируется при этом термодинамически выгодной реакцией, окислением альдегида.

Эти две реакции сопряжены тиоэфирным промежуточным продуктом, который накапливает большую часть энергии, освобождающейся при реакции окисления. Мы сталкиваемся здесь с использованием ковалентно связанного с ферментом промежуточного продукта в качестве механизма сопряжения энергии.

Рис. 12.15. Механизм каталитического действия глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназы.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление