|
Химия углеродов - Кочетков Н.К.Скачать (прямая ссылка):  Гл. 13. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО БИОХИМИИ МОНОСАХАРИДОВ фосфат окисляется под действием НАДФ (реакция катализируется глюко-зо-6-фосфат-дегидрогеназой) и через 6-фосфоглюконолактон превращается в 6-фосфоглюконовую кислоту XII, причем надлежащая скорость процес Са обеспечивается ферментом глюконолактоназой. Следующая стадия пентозофосфатного цикла происходит под действием фосфоглюконат-дегидрогеназы (реакция <?); конечные продукты реакции — СОг и рибулозо-5-фосфат XIII. Предполагают18""20, что промежуточным продуктом этой реакции является 3-кето-6\-фосфоглюконовая кислота*: но- соон он --он он сн2оро3н2 xii НАДФ НАДФ-Н, соон он о --он он сн2оро3н2 со СН2ОН =о он он СНгОРОзНг хш Таким образом, превращение 1 моль глюкозо-6-фосфата в 1 моль рибулозо-5-фосфата (реакции 1—3) сопровождается образованием 1 моль СОг и 2 моль НАДФ-Нг; вся энергия, выделяющаяся в пентозофосфатном цикле, аккумулируется организмом именно на первых трех стадиях процесса: СвН.АРОзНз + гНАДФ С5Н905Р03Н2 + С02 + 2НАДФ-Н2 (Д) В отличие от пути Эмбдена — Мейергофа — Парнаса рассматриваемый процесс распада моносахаридов является циклическим. Для замыкания цикла необходимо, чтобы шесть молекул рибулозо-5-фосфата превратились в пять молекул глюкозо-6-фосфата: 6С5Н905Р03Н2 + Н20 5СвНиОвР03Н2 + Н3Р04 (Е) В этих превращениях ключевую роль играют ферменты транскето-лаза и трансальдолаза, катализирующие перенос двух- и трехуглеродных фрагментов с кетоз на альдозы. Перед рассмотрением следующих стадий окислительного пентозофосфатного цикла целесообразно остановиться подробнее на механизме реакций, происходящих под действием транскето-лазы и трансальдолазы21. Транскетолаза катализирует перенос группировки кетозы XVIII на альдозу XIX: СОСН2ОН с СН2ОН i с=о но-- —ОН ) xviii сно он xix СН2ОН СНО С=0 —ОН+ но- xx —ОН К' xxi * Биохимическое 6-окисление хорошо известно в ряду карбоновых кислот. С химической точки зрения этот процесс можно представить как ре-троацетоиновый распад XVIII на альдозу XX и гликолевый альдегид: сн2он i с=о но- -он XVIII сно —он I хх сн2он + сно Образовавшийся гликолевый альдегид вступает далее в ацетоино-вую конденсацию с альдозой XIX, давая кетозу XXI: сно сно —он XIX сн2он и но- —он XXI В действительности образующийся гликолевый альдегид связан с коферментом транскетолазы — тиаминпирофосфатом XXII: Ш2 \ / \сн2ор—о—р—он он он XXII Тиамин и другие тиазолиевые соли являются, как известно, эффективными катализаторами бензоиновой конденсации22; это обусловлено легкой диссоциацией протона у С2 тиазольного ядра и атакой возникающего биполярного иона на карбонильную группу альдегида. Образующийся аддукт перегруппировывается в карбанион, вступающий далее в реакцию со второй молекулой альдегида23. Аналогичный механизм доказан для транскетолазной реакции24^ 25: \м-/ -Н+ кснонсосн2он ~оч сн2он но —;/ И'СНО "оч сн»он р/снон—с/ сн,он рхнон—с/\8/ \г —к'СНОНСОСН2ОН 374 Гл. 13. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО БИОХИМИИ МОНОСАХАРИДОВ При переходе от альдозы XIX к кетозе XXI образуется новый асимметрический центр; он имеет трео-конфигурацию по отношению к предыдущему асимметрическому центру. В эту реакцию вступают лишь альдозы с О-конфигурацией у С2, так что вновь возникающий асимметрический центр имеет /.-конфигурацию. Поскольку реакция обратима и кетоза XVIII может получаться из альдозы XX, структура первой должна соответствовать приведенной общей формуле. Трансальдолаза катализирует перенос остатка диоксиацетона с кето-зы XXIII на альдозу XXIV. За ретроальдольным распадом XXIII на XXV и диоксиацетон следует альдольная конденсация образовавшегося диоксиацетона с XXIV, которая приводит к кетозе XXVI: О О НО- -ОН -ОН XXIII СНО -ОН xxiv СНО С=0 —ОН + НО- XXV -ОН -ОН XXVI Промежуточным продуктом этой реакции является шиффово основание, образованное в результате взаимодействия карбонильной группы диоксиацетона с е-аминогруппой лизинового остатка фермента26' 27. Шиффово основание является «активной формой» диоксиацетона, вступающей в альдольную конденсацию с альдозой. В пользу этого свидетельствует тот факт, что при восстановлении фермент-субстратного комплекса действием ЫаВН., и последующем гидролизе выделен б-М-ф-гли-церил)-лизин. При этой реакции образуются два новых асимметрических центра; стереохимия реакции такова, что они имеют ?>-/тгрео-конфигурацию. Первой стадией на пути превращения рибулозо-5-фосфата XIII в глюкозо-6-фосфат II (схема 2 на стр. 371) является транскетолазная конденсация двух пентозофосфатов. Кетозный компонент реакции — ксилу-лозо-5-фосфат XV — образуется из рибулозо-5-фосфата эпимеризацией по С3 (реакция 5), аналогично эпимеризации альдоз под действием щелочи (см. гл. 3). Вступающая в конденсацию альдоза — рибозо-5-фосфат XIV также образуется из рибулозо-5-фосфата (реакция 4). Это превращение катализируется рибозофосфат-изомеразой. Продукты транскетолазной конденсации (реакция 6) — седогепту-лозо-7-фосфат XVI и 3-фосфоглицериновый альдегид V могут служить субстратами для трансальдолазной конденсации (реакция 7), в результате которой образуются фруктозо-6-фосфат III и эритрозо-4-фосфат XVII. Фруктозо-6-фосфат может переходить в глюкозо-6-фосфат (см. стр. 371). Таким образом, одна молекула пентозо-5-фосфата переходит в глюкозо-6-фосфат, и замыкание всего биохимического цикла зависит от возможности превращения эритрозо-4-фосфата во фруктозо-6-фосфат.
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
