Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Января 2011 в 16:56, реферат
КОФЕРМEНТЫ (от лат. со- - приставка, означающая совместность, и ферменты) (коэнзимы), орг. прир. соед., необходимые для осуществления каталитич. действия ферментов. Эти в-ва, в отличие от белкового компонента фермента (апофермента), имеют сравнительно небольшую мол. массу и, как правило, термостабильны.
1----стр3-----------------------------------------------------------------------------Введение
2----стр4-----------------------------------------------------------------------------Основная часть
3----стр8-----------------------------------------------------------------------------Список литературы
Реферат по теме:
Коферменты
Г. Пермь 2011
Оглавление
1----стр3---------------------
2----стр4---------------------
3----стр8---------------------
КОФЕРМEНТЫ (от лат.
со- - приставка, означающая совместность,
и ферменты) (коэнзимы), орг. прир. соед.,
необходимые для осуществления каталитич.
действия ферментов. Эти в-ва, в отличие от белкового
компонента фермента (апофермента), имеют сравнительно небольшую
мол. массу и, как правило, термостабильны.
Иногда под коферментами подразумевают
любые низкомол. в-ва, участие к-рых необходимо
для проявления каталитич. действия фермента, в т. ч. и ионы, напр. К+, Mg2+ и
Мn2+ . Располагаются коферменты в активном центре
фермента и вместе
с субстратом и функц. группами активного центра образуют активир. комплекс.
Коферменты должны обладать по крайней
мере двумя функциональными участками
или группировками, ответственными за
специфич. связывание с апоферментом и субстратом. Часто коферменты прочно
связаны с апоферментом - образуют с ним трудно диссоциирующие
или недиссоциирующие комплексы либо
соединены с полипептидной цепью ковалентной связью (такие коферменты наз. простетич.
группой). В этом случае коферменты обычно
остаются в составе фермента на всех стадиях каталитич.
р-ции. Примеры таких коферментов - флавиновые коферменты (см. Рибофлавин) и пиридоксаль-5'-фосфат (см. Витамин В6).
Основная
часть
Легко диссоциирующие
коферменты-обычно коферменты-переносчики,
действие к-рых связано с переходом
от одной молекулы фермента к другой. Нек-рые коферменты,
напр. НАД (никотинамидадениндинуклеотид;
см. Ниацин), в зависимости от каталитич.
р-ций, в к-рых они участвуют, могут функционировать
как простетич. группа или покидать активный центр
фермента. Известны
десятки орг. соед., выполняющих ф-ции коферментов.
Эти в-ва, как правило, содержат системы
сопряженных p-связей и (или) гетероатомы.
Многие коферменты включают в качестве
структурного компонента остаток молекулы витамина (т. наз. коферментные формы витаминов). Различают две группы коферментов.
Относящиеся к первой группе коферменты
участвуют в р-циях, в к-рых превращ. субстрата катализируется одним ферментом. При этом кофермент может
регенерироваться после каждого каталитич. акта в составе фермента, катализирующего превращ. субстрата, или как косубстрат. В последнем
случае регенерация кофермента осуществляется
др. ферментом в сопряженной р-ции (в таких
р-циях противопоставление кофермента
и субстрата носит условный характер).
Коферменты второй группы участвуют в
активации и переносе молекул субстрата (или их частей) от одного фермента к другому. В этом случае
первоначально субстрат реагирует с коферментом
в активном
центре фермента
с образованием достаточно устойчивого
соед., к-рое может в неизменном виде переноситься
в клетке к др. ферменту, в активном
центре к-рого
осуществляются каталитич. превращ. субстрата и одноврем. регенерация кофермента. Образование комплекса апофермента с коферментом - один из способов регуляции активности
фермента в организме (см. Регуляторы
ферментов). Ниже
рассмотрены важнейшие коферменты. Никотинамидные
коферменты - коферментная
форма витамина ниацина. К этой группе коферментов,
универсальных по распространению (они
найдены буквально во всех живых клетках) и биол. роли, относятся НАД (ф-ла
I; R=Н) и никотинамидадениндинуклеотидфо
к кислороду в клеточном дыхании. При участии НАД или НАДФ,
связанных прочно или легко диссоциирующих, ферменты дегидрогеназы (напр., алкогольдегидрогеназа, глутаматдегидрогеназа) катализируют обратимое
превращ. спиртов, гидроксикислот и нек-рых аминокислот в соответствующие альдегиды, кетоны или кетокислоты. Флавиновые коферменты-коферментная
форма витамина рибофлавина. Среди оксидоредуктаз дыхательной
цепи, участвующих
в переносе электронов и водорода, большое значение имеют
флавопротеиды-ферменты, содержащие в
качестве простетич. групп флавинмононуклеотид
(ФМН; IIа) и флавинадениндинуклеотид (ФАД;
IIб). В нек-рых ферментах (напр., в сукцинатдегидрогеназе) ковалентная
связь ФАД с апоферментом образована пирофосфатной
группой кофермента и атомом N имадазольного кольца гистидина. Восстановление флавиновых коферментов
осуществляется через ряд промежут. стадий,
включающих образование радикалов.
Главная ф-ция флавиновых
коферментов-перенос электронов (водорода) в окислит.-восстановит.
цепи от НАДН и янтарной к-ты к цитохромам. Флавопротеиды катализируют
также многочисл. р-ции, механизм к-рых
включает стадию одноэлектронного
переноса; окисление восстановл. формы амида
липоевой к-ты, синтез кобамидного
кофермента из АТФ и витамина В12, окисление глюкозы и др. Глутатион (III)-коферменты нек-рых ферментов, катализирующих превращение a-диальдегидов
в a-гидроксикислоты, изомеризацию производных малеиновой
к-ты в производные фумаровой к-ты (малеинат
- циc-транс-изомераза) и енолизацию ароматич. a-кетокислот
(фенилпируваттаутомераза).
Коферменты, содержащие
порфириновыи макроцикл. Эти коферменты
в составе нек-рых ферментов (напр., цитохромы а, б и с, цитохром-с-оксидазы)
участвуют в клеточном дыхании. Аденозинтрифосфорная
кислота (см. Аденозинфосфорные
кислоты) - кофермент ферментов, катализирующих перенос
гл. обр. фосфатных и пирофосфатных групп
(напр., фосфотрансфераз) на разл. субстраты у всех живых организмов. Известны также случаи переноса
5'-дезоксиаденозильного остатка от АТФ с отщеплением трифосфата. Кофермент
А (КоASH, КоА; IV) - коферментная форма витамина пантотеновой
кислоты. Ферменты, содержащие этот кофермент, катализируют
р-ции, играющие важную роль в цикле трикарбоновых
к-т. Этот цикл начинается с биосинтеза ацетилкофермента A [KoASC(O)CH3]
в результате переноса ацетильной группы на KoASH с пировиноградной
к-ты (фермент - пируватдегидрогеназа),
а затем образования лимонной к-ты путем
переноса ацетильной группы с
KoASC(O)CH3 на ацетилщавелевую
к-ту (фермент-цитрат-синтаза). Кофермент
А - также кофермент ферментов, участвующих в глиоксилатном
цикле, окислении и синтезе жирных к-т, биосинтезе стероидов, каротиноидов, изопреноидов, нейтральных липидов и др. Во всех случаях KoASH
действует как промежут. акцептор и переносчик
разл. кислотных остатков, к-рые подвергаются
в составе ацил - КоА тем или иным превращениям
или передаются в неизменном виде на определенные метаболиты. Во всех случаях KoASH связан
с ацильными остатками тиоэфирной связью. Тетрагидрофолиевая кислота (FH4; V) - коферментная
форма витамина фолацина. Является коферментом ферментов, катализирующих перенос
одноуглеродных групп [СН3, СН2,
СН, СНО, СН(=NH)] в биосинтезе
пуринов, пиримидинов и нек-рых аминокислот. FH4
- кофермент ключевых ферментов в биосинтезе гетероцикла тимидина (напр., тимидилатсинтетазы)
- структурного фрагмента молекул ДНК.
Пиридоксаль-5'-фосфат
(VI) коферментная форма витамина В6. Входит в состав
мн. ферментов, катализирующих превращения a-аминокислот,
в т. ч. их рацемизацию, переами-нирование, декарбоксилирование, элиминирование или замещение
у b-
и g-атомов углерода. Осн. стадия в механизме
этих р-ций образование основания
Шиффа в результате
взаимод. a-аминогруппы
к-ты и карбонильной группы кофермента (см.,
напр., Аспартатаминотрансфераза, Изомeразы). Тиаминдифосфат (тиаминпирофосфат, кокарбоксилаза, ТДФ; VII) - коферментная форма витамина тиамина. Коферменты мн. ферментов, катализирующих превращения a-кетокислот
и кетоз, в т. ч. декарбоксилирование (фермент пируватдекарбоксилаза)
и окислит. декарбоксилирование пировиноградной к-ты (в последнем
случае с участием липоевой к-ты), при образовании
и расщеплении a-гидроксикетонов и дикетонов под влиянием фосфо- и транскетолаз. Реакц. центр ТДФ - атом С в положении 2 тиазолиевого
кольца (обозначен звездочкой), к-рый легко образует карбанион в результате элиминирования
Н+. Механизм каталитич. р-ции обычно
включает образование ковалентной
связи в результате
взаимод. субстрата (или его фрагмента) с этим карбанионом. Биотин (VIII) - кофермент ферментов, катализирующих перенос
группы СО2 в обратимых р-циях карбоксилирования. Молекула биотина связана с апоферментом пептидной
связью, образованной
его карбоксильной
группой и e-аминогруппой лизина в апоферменте (биотиниллизиновый остаток
наз. биоцитином). Переносимая группа СО2
обратимо связывается с атомом в положении 1' биотина. Один из важных ферментов, в к-ром биотин выполняет ф-ции кофермента,
- пируваткарбоксилаза.
Она катализирует АТФ - зависимую р-цию образования щавелевоуксусной
к-ты из пировиноградной и HCO-3. Кобамидные
коферменты (кобаламиновые
коферменты, ф-лы см. в ст. Витамин В12). К этой группе относятся
два кофермента - метилкобаламин и 5' - дезоксиаденозилкобаламин.
Первый участвует в составе ферментов, катализирующих перенос
групп СН3, напр. при синтезе метионина из гомоцистеина. Биол. роль второго кофермента
состоит в участии в составе ферментов в каталитич. превращениях
диолов в альдегиды (пропандиолдегидратаза), алканоламинов в альдегиды (этаноламин - аммиак-лиаза) и рибонуклеотидов в дезоксирибонуклeотиды
(рибонуклеотидредуктаза), метилмалонил-кофермент
А в сукцинил-кофермент А (метилмалонил-СоА-мутаза).
Важная особенность этих коферментов-гомолиз
связи Со—С в каталитич. р-циях. Нек-рые
коферменты, напр. аденозинтрифосфорная
к-та, 5'-дезок-сиаденозилкобаламин (кобамамид), тиаминдифосфат (кокарбоксилаза), флавинадениндинуклеотид
(флавинат), применяют как лек. ср-ва;
многие коферменты-лиганды в аффинной хроматографии.
===
Список
литературы
Коферменты, под ред. В. А.
Яковлева, М., 1973;
Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, пер. с англ., т. 1-3, М., 1982;
Дюга Г., Пенни К., Биоорганическая химия, пер. с англ., М., 1983, с. 398 486; Ленинджер А.. Основы биохимии, пер. с англ., т. 1. М., 1985, с. 275-301;
Общая органическая химия, пер. с англ., т. 10, М., 1986, с. 580-648. A.M. Юркевич.