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.