Cтраница 1
Монооксигеназы ( оксигеназы со смешанной функцией, гид-роксилазы, микросомальное окисление) катализируют присоединение одного атома кислорода к молекуле субстрата: R - СН3 О2 - - R - СН2ОН О. При этом повышается растворимость вещества и проявляются новые фармакологические свойства. Для работы моно-оксигеназной системы необходимы следующие основные компоненты: неполярный субстрат R - СН3; кислород ОО; дополнительный субстрат НАДФН Н - донор атомов водорода; цитохром Р45о - Восстановленный СО-цитохром Р45о имеет максимум поглощения при 450 нм ( отсюда название - цитохром P4so) - Выполняет две функции: связывание субстрата гидроксилирования; активация молекулярного кислорода. [1]
НАДН-зависимой монооксигеназы превращается в формальдегид СН2О и метантиол CH3SH, а затем из метан-тиола под действием особой оксидазы образуется формальдегид и выделяется сера. [2]
Люцифераза представляет собой монооксигеназу ( см. разд. [3]
Физиологическая роль тирозин-3 - монооксигеназы чрезвычайно велика, поскольку катализируемая этим ферментом реакция определяет скорость биосинтеза катехоламинов, регулирующих деятельность сердечно-сосудистой системы. В медицинской практике широко используются ингибиторы декарбоксилазы ароматических аминокислот, в частности а-метилдофа ( альдомет), вызывающий снижение артериального давления. [4]
Есть два класса оксигеназ: диоксиге-назы и монооксигеназы. Диоксигеназы катализируют реакции, в которых в молекулу органического субстрата включаются оба атома молекулы кислорода. [5]
При наследственном дефекте, затрагивающем фенилаланин-4 - монооксигеназу, на первый план выступает второстепенный путь обмена фенилаланина, в норме мало используемый. [6]
Причиной этого заболевания является потеря способности организма синтезировать фермент фенилаланин-4 - монооксигеназу, катализирующую превращение фенилаланина в тирозин. Это приводит к накоплению фенилаланина в тканях, а следовательно, и продуктов его трансаминирования фенилпиро-виноградной и фенилуксусной кислот, оказывающих токсическое действие на организм, и в первую очередь на ЦНС, вызывая расстройство психической деятельности человека. [7]
Фенилкетонурия ( фенилпировиноградная олигофрения) развивается как результат потери способности организма синтезировать фенилаланин-4 - монооксигеназу, катализирующую превращение фенилаланина в тирозин. Решающим доказательством метаболического блока при фенил-кетонурии являются данные о накоплении фенилаланина в тканях. [8]
КН К Н2 О2 - КОН - Я Н2О Ферменты, катализирующие эту р-цию, монооксигеназы. [9]
Применение для определения активности фенилаланин-4 - монооксигеназы. [10]
Вторая ферментативная система, локализованная в гладкой эндоплазматическом ретикулуме гепатоцита, окисляет не более 20 % поступающего в организм этанола. В ее состав входят специальная форма цитохрома Р-450 и ферменты - монооксигеназы. Эта система также обеспечивает метаболизм лекарственных средств и обезвреживает разнообразные токсические для организма соединения, поступающие извне или образующиеся в ходе обмена веществ. MEOS является как бы резервной системой. У здоровых лиц она почти не участвует в обмене алкоголя, у больных алкоголизмом ее роль становится преобладающей. Характерным свойством MEOS является способность к увеличению и повышению активности при длительном введении больших доз алкоголя. Такая индукция MEOS этанолом приводит к повышенному образованию токсичного для печени ацетальдегида. Увеличение активности MEOS сопровождается повышением способности печени расщеплять лекарственные соединения. Поэтому в периоды воздержания от употребления алкогольных напитков, когда эта система не занята переработкой алкоголя, многие лекарства ( например, снотворные средства) в обычных дозах на больных хроническим алкоголизмом не действуют, так как с повышенной быстротой распадаются в печени. И наоборот, в периоды запоев, когда все ресурсы MEOS отвлечены на окисление алкоголя, даже малые дозы какого-либо лекарства, метаболизируемого в печени, могут оказаться чрезмерлыми и вызвать тяжелое отравление. [11]
Восстановление О2 осуществляется под действием ферментов оксидаз е наиболее важной из них цитохромоксидазой, представленной цитохромами а, о. Вовлечение кислорода в реакцию окисления веществ обусловлено действием ферментов оксигеназ, реагирующих либо с обоими атомами в молекуле О2, как диоксиге-назы, либо лишь с одним, как монооксигеназы, и использующих для преодоления барьера активации внутренний восстановитель, например, НАДН. Под действием монооксигеназ один атом О2 дает воду, а второй - гидроксильную группу ( - ОН), например, при окислении углеводородов. [12]
Оксигена-ция протекает как атака субстрата образующимся супероксид-анионом кислорода. Одной из биологически важных реакций такого типа является превращение 3-каро-тина в витамин А. Монооксигеназы требуют участия в реакции НАДФН, атомы водорода которого взаимодействуют с одним из атомов кислорода, поскольку только один электрон связывается с субстратом. К широко распространенным монооксигеназам относятся разнообразные гидроксилазы. Они принимают участие в окислении аминокислот, оксикислот, полиизопреноидов. [13]
Биохимические механизмы нейротоксичности свинца изучены в значительно меньшей степени, чем в случае нарушений кроветворения. Имеющиеся данные свидетельствуют, что свинец видоизменяет скорость проведения нервного импульса через синапсы, функционирующие с помощью химических нейроме-диаторов - ацетилхолина, катехоламинов, ГАМК - Он замедляет холинергическую нейротрансмиссию в результате изменения скорости поступления предшественников медиатора через пре-синаптическую мембрану или его синтеза и выделения. Катехол-аминергическая трансмиссия, напротив, ускоряется, причем ускорение сопровождается усилением обмена норадреналина, снижением концентрации этого гормона и дофамина, повышением активности тирозин-3 - монооксигеназы, задержкой обратного поступления в синаптосому дофамина и повышенным количеством метаболитов катехоламинов. В опытах in vitro показано, что свинец способствует высвобождению дофамина из синаптосом в состоянии покоя и ингибирует как его обратное поступление, так и активность чувствительной к дофамину аде-нилатциклазы. Известно, что свинец in vivo вызывает задержку поступления ГАМК в синаптосомы, а также ее выделения из них и повышенную сенсибилизацию к этому медиатору. [14]
Реакции этого типа весьма разнообразны: они лежат в основе превращения алканов в спирты, олефинов - в эпоксиды, сульфидов - в сульфоксиды; это реакции гидроксилирования ароматического кольца и его раскрытия, а также окислительного деметилирования. Вполне возможно, что результаты глубокого изучения механизма активации и: присоединение кислорода ферментами найдут применение для. В последнее время большое внимание уделялось использованию различных микробных оксигеназных систем в стереоспецифическом эпокси-окислении олефинов, в результате которого образуются строительные блоки для синтеза полимеров. В микроорганизмах-окисляющих алканы и алкены, функционируют соответствующие монооксигеназы, но если исходить из нынешнего уровня; технологии, то вряд ли хоть один процесс такого типа целесообразен с экономической точки зрения. Поскольку оксигеназы нестабильны, принято считать, что эти процессы основаны на биокаталитической активности целостных организмов. На первом этапе пиранозо-2 - оксидаза из гриба-ба-зидиомицета катализирует образование перекиси водорода, используя в качестве субстрата и источника энергии глюкозу. Далее галопероксидаза осуществляет реакцию перекиси водорода с алкеном и ионом какого-либо галогена с образованием алкенгалогидрина, от которого затем отщепляются атомы водорода и галогена и образуется соответствующий алкеноксид. Побочными продуктами процесса являются фруктоза и глюко-новая кислота. Стереоспецифичность окислительного катализа может использоваться в процессе синтеза диэпоксимономеро & для производства стереорегулярных полимеров. Мономерные, единицы могут быть получены и путем превращений бензола под действием оксигеназ гл, 5) или в результате двойного моноокисления дифенила с образованием 4 4-дигидроксидифенила. [15]