Ферменты дыхания

Для ферментов, как белковых катализаторов, характерны следующие особенности: высокая активность, высокая специфичность по отношению к субстратам и высокая лабильность.

Оксидоредуктазы. Это ферменты, катализирующие окисление одного вещества и восстановление другого. При этом донор отдает электроны и протоны, акцептор принимает их, а фермент осуществляет реакцию переноса. Существует три группы оксодоредуктаз:

- анаэробные дегидрогеназы;

- аэробные дегидрогеназы;

- оксидазы.

Анаэробные дегидрогеназы передают электроны различным промежуточным акцепторам, но не кислороду. Это двухкомпонентные ферменты, коферментом которых может быть NAD+. При окислении субстрата NAD+ превращается в восстановленную форму NADH, а второй протон субстрата диссоциирует в среду. Коферментом анаэробных дегидрогеназ может быть и NADP+.

Аэробные дегидрогеназы (флавопротеины) передают электроны различным акцепторам, в том числе и кислороду. Это также двухкомпонентные ферменты, коферментами которых являются FMN и FAD. Они содержат простетическую группу – рибофлавин.

Доноры электронов для аэробных дегидрогеназ – анаэробные дегидрогеназы, а акцепторы – хиноны, цитохромы, кислород.

Оксидазы. Это аэробные дегидрогеназы, способные передавать электроны от окисляемого субстрата только на кислород. При этом образуется вода, пероксид водорода или супероксидный анион кислорода. Примером оксидаз могут быть цитохромоксидаза, полифенолоксидаза и др.

Цитохромная система. Среди оксидаз очень важную роль играют железосодержащие ферменты и переносчики, относящиеся к цитохромной системе. В нее входят цитохромы и цитохромоксидаза. Включаясь в определенной последовательностив процесс переноса электронов, они передают их от флавопротеинов на молекулярный кислород..

Все компоненты цитохромной системы содержат железопорфириновую простетическую группу. При переносе электронов цитохромами железо обратимо окисляется и восстанавливается, отдавая или приобретая электрон и изменяя таким образом свою валентность. В дыхательной цепи направление транспорта электронов определяется величиной окислительно-восстановительного потенциала цитохромов:

Цит.b→цит.с₁→цит.c→цит. aa₃→О₂

В этой системе передавать электроны на кислород способна только цитохромоксидаза, т.к. она имеет наибольшее сродство к кислороду.

Оксигеназы. Это ферменты, активирующие кислород, в результате чего он может присоединяться к органическим соединениям. Ферменты, внедряющие в субстрат два атома кислорода, называют диоксигеназами, а присоединяющие один атом кислорода – монооксигеназами или гидроксилазами. В качестве дрноров электронов оксигеназы используют NAD(P)H, FADH_2.

Оксигеназы присутствуют во всех типах клеток. Они участвуют в гидроксилировании многих эндогенных соединений, в частности аминокислот, фенолов стеринов и др., а также детоксикации чужеродных токсичных веществ (ксенобиотиков).

Дата добавления: 2014-01-11