КФ 1.14. Действующие на пару доноров с включением или восстановлением молекулярного кислорода

Неспецифическая монооксигеназа (КФ 1.14.14.1) имеет несколько названий, наиболее распространенное из них цитохром Р450. Суперсемейство цитохрома Р450 локализуется в мембранах эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Фермент является одновременно гемо- и флавопротеидом, причём флавиновый нуклеотид выступает в качестве второго донора электрона.

 

RH + восстановленный флавопротеин + O₂ ®

ROH + окисленный флавопротеин + H₂O

 

Для обеспечения функционирования цитохрома Р450 необходимо восстановление флавопротеина, которое осуществляется НАДФН-цитохромаР450-редуктазой. Донор электронов – НАДФН. Цитохром Р450 и НАДФН-цитохромР450-редуктаза составляют микросомную монооксигеназную систему. В этом случае, общую реакцию можно записать следующим образом:

 

RH + НАДФН + О₂ ® ROH + Н₂О + НАДФ⁺

 

 

Суперсемейство изоформ цитохрома Р450 катализируют реакции гидроксилирования, N-окисления, окислительного дезаминирования, сульфоокисления, N-, S- и O-деалкилирования, десульфирования, эпоксидирования, реакции восстановления нитро- и азогрупп. Субстратами для фермента являются эндогенные метаболиты (стероиды, жирные кислоты, простагландины и др.), а также многие чужеродные вещества (ксенобиотики), включая лекарственные вещества.

Образование оксигрупп повышает гидрофильность исходно липофильных эндогенных метаболитов и ксенобиотиков, что облегчает их последующее выведение из организма.

Другим примером фермента, относящегося к данному подклассу является тирозин-3-монооксигеназа (КФ 1.14.16.2), катализирующая образование диоксифенилаланина (ДОФА) – предшественника в синтезе катехоламинов. В активном центре фермента находится ион железа (II). В качестве кофермента выступает восстановленный птеридин – тетрагидробиоптеридин (Н₄БП), который в результате реакции окисляется до дигидроптеридина (Н₂БП).

 

 

В данной реакции один атом молекулярного кислорода присоединяется к продукту реакции, а другой атом используется для образования воды. Такие ферменты называют монооксигеназами.

Диоксигеназы используют оба атома кислорода для образования продукта реакции.

КФ 1.15. Действующие на супероксид как акцептор

Подкласс 1.15 содержит единственный фермент – супероксиддисмутазу (КФ 1.15.1.1), которая представляет собой металлопротеин, содержащий в своём составе ионы (Cu²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺). Супероксидный радикал О₂^- является побочным продуктом многих реакций (например, окислительного дезаминирования биогенных аминов). Кроме того, О₂^- активно образуется НАДФ-оксидазой в активированных нейтрофилах. Этот радикал обладает сильной разрушительной силой, повреждает не только клеточные мембраны, но и белки, нуклеиновые кислоты. Именно супероксиддисмутаза осуществляет детоксикацию О₂^-..

О₂^-. + О₂^-. + 2Н⁺ ® Н₂О₂ + О₂

Продукт реакции Н₂О₂ обезвреживается впоследствии под действием каталазы и различных пероксидаз.

КФ 2. ТРАНСФЕРАЗЫ

Трансферазы – класс ферментов, катализирующих реакции переноса каких-либо функциональных групп с одного субстрата на другой, либо реакции обмена субстратов между собой этими группами. В этих реакциях участвуют два субстрата:

S-G + S' ® S'-G + S

Трансферазы занимают ключевые позиции в энергетическом и пластическом обменах веществ. В зависимости от химической природы переносимых групп трансферазы подразделяют на 9 подклассов.

 

Номер	Название подкласса
КФ 2.1	Переносящие одноуглеродные группы
КФ 2.2	Переносящие альдегидные, кетогруппы
КФ 2.3	Ацилтрансферазы
КФ 2.4	Гликозилтрансферазы
КФ 2.5	Переносящие алкил- и арилгруппы, отличные от метильной группы
КФ 2.6	Переносящие азотсодержащие группы
КФ 2.7	Переносящие фосфорсодержащие группы
КФ 2.8	Переносящие серусодержащие группы
КФ 2.9	Переносящие селенсодержащие группы

 

Обычно перенос химических групп, катализируемый трансферазами, осуществляется с помощью коферментов (пиридоксальфосфат, биотин и др.), образующих ковалентные промежуточные соединения с субстратом. В этом случае донором является кофермент, присоединяющий группу подлежащую переносу.

Трансферазы весьма разнообразны по механизму катализа, специфичности к субстратам, рН-зависимости. Молекулы многих трансфераз имеют четвертичную структуру. Некоторые трансферазы выполняют регуляторную функцию в клеточном метаболизме.