Коферменты переносчики атомов водорода, электронов и протонов
Невитаминные коферменты
Гем – входит в состав гемсодержащих ферментов: цитохромов (ферменты тканевого дыхания и микросомального окисления), ферментов каталазы и пероксидазы. Структуру гема составляет суперкольцо протопорфирина IХ, которое состоит из 4 пирольних колец, в центре протопорфиринового ядра находится атом Fe2+ , благодаря его наличию, ферменты, содержащие гем, способны транспортировать электроны. При этом железо переходит из двухвалентной формы в трехвалентную форму и наоборот.
гем
Глютатион (G-SH) – трипептид, состоит из остатков глютамата, цистеина и глицина (гамма-глютаминил-цистеинил-глицин) транспортирует атомы водорода. Имеет в своем составе свободную SH -гpyппy цистеина, за счет которой осуществляется перенос атомов водорода или идет присоединение субстратов: 2GSH ↔ GS-SG .
Биологическая роль глютатиона в качестве кофермента состоит в том, что он функционирует в составе ферментов глютатионпероксидазы и глютатионредуктазы (антиоксидантных ферментов), глютатион- S - трансферазы, способствует обезвреживанию токсических веществ.
глютатион
Витаминоподобные коферменты
Убихинон (коэнзим Q) – липидорастворимый хинон с изопреноидной боковой цепью. Транспортирует атомы водорода и электроны. Входит в состав дыхательной цепи митохондрий.
убихинон
Липоевая кислота принимает участие в реакциях окислительного декарбоксилирования а-кетокислот.
липоевая кислота
Витаминные коферменты
5-дезоксиаденозил-кобаламин образуется из витамина B12 в митохондриях. Биологичская роль – внутримолекулярный перенос атомов водорода. Входит в состав фермента метилмалонин- КоА -мутазы, который превращает метилмалонил- КоА в сукцинат.
Аскорбиновая кислота (витамин С). Биохимические свойства аскорбиновой кислоты (АК) связаны с ее способностью вступать в окислительно-восстановительные реакции. АК принимает участие в переносе атомов водорода и электронов. АК в качестве кофактора участвует в реакции гидроксилирования: гидроксилирование дофамина в норадреналин; парагидроксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту; триптамина в 5- окситриптамин; пролина в гидроксипролин и лизина в гидроксилизин в коллагеновых белках (является кофактором пролилгидроксидазы); гидроксилирование γ-бутиробетаина в карнитин; гидроксилирование кортикостероидов (наибольшая концентрация АК определяется в надпочечниках).
Антиоксидантные функции. Взаимодействие со свободными радикалами. АК легко взаимодействует с супероксидным радикалом, превращаясь в дегидроаскорбиновую кислоту; АК катализирует высвобождение иона Fe2+ из ферритина (последний выполняет роль депо железа в организме).
Ферритин – Fe3+ +AK+2H+ → ферритин+Fe2+ +аскорбат-радикал
Никотинамидные коферменты: это производные витамина PP, которые используются ферментами – оксидоредуктазами. Наиболее известными являются НАД (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат):
Функция НАД и НАДФ состоит в переносе атомов водорода и электронов (эта реакция осуществляется за счет никотинамидной части молекул коферментов):
Субстрат-Н2 + НАД(Ф)
Субстрат + НАД(Ф)Н + Н+
Роль НАД и НАДФ очень велика. Укажем на некоторые процессы, которые идут с участием НАД и НАДФ-зависимых дегидрогеназ: 1) гликолиз (аэробный, анаэробный); 2) декарбоксилирование α-кетокислот; 3) пентозофосфатный цикл (в нем идет синтез НАДФН); 4) цикл трикарбоновых кислот; 5) β-окисление и синтез жирных кислот; 6) синтез и гидроксилирование холестерина и стероидов; 7) гидроксилирование ксенобиотиков.
Флавиновые коферменты содержат витамин В2– рибофлавин, который имеет желтый цвет, поэтому они были названы желтыми коферментами. Главными из них являются ФМН (флавинмононуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид):
