СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ НЕКОТОРЫХ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОФЕРМЕНТ-СУБСТРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ, РЕАЛИЗУЮЩИХСЯ В РЕАКЦИЯХ, КАТАЛИЗИРУЕМЫХ ПИРИДОКСАЛЕВЫМИ ФЕРМЕНТАМИ

Морозов Ю. В., Чехов В. О., Бажулина Н. П.
Институт молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН, 117984 Москва
Исследование электронного строения кофермент-субстратных комплексов, проявляющихся в реакциях, катализируемых пиридоксалевыми ферментами, показало: 1) на всех стадиях реакций разрываемая химическая связь отстоит на одну одинарную от сопряженной системы кофермент-субстратного комплекса. При этом ориентация разрываемой связи относительно плоскости пиридинового цикла, соответствующая ее максимальной лабильности, зависит от конкретного типа сопряженной системы; 2) для тетраэдрического комплекса разрываемая связь a-углерода с протонированным азотом максимально лабилизуется при расположении ее под углом 120° (или 240°) относительно плоскости пиридинового цикла, тогда как другая Ca-N-связь локализована в этой плоскости. В такой конформации комплекса уже заложена структура внешнего основания Шиффа. Соответствующее зарядовое окружение может приводить к дополнительной лабилизации разрываемой связи; 3) для внешнего альдимина PLP с аминокислотой разрывается связь Ca с тем из атомов, который локализован в плоскости, перпендикулярной плоскости пиридинового цикла. При этом функциональная специфичность (степень лабилизации разрываемой связи) реакции с протонированным пиридиновым азотом примерно вдвое выше, чем с депротонированным. Кроме того, соответствующая ориентация карбоксильной группы относительно ее связи с Ca приводит к дополнительному ослаблению разрываемой связи и упрочнению других связей a-углерода; 4)направление атаки протоном атомов C4' или Ca в хиноидной структуре зависит, как правило, от соотношения зарядов, локализованных на этих атомах и их микрогетерогенного окружения; 5) для кофермент-субстратных комплексов, реализующихся в ферментативных реакциях a,b- и b,g-элиминирования перед отщеплением групп соответственно в b- и g-положениях, разрываемые химические связи наиболее лабильны в плоскости пиридинового цикла, где они, по-видимому, и локализованы в процессе реакции.