Дәріс 3 Оксидоредуктазалар Биохимия кафедрасы Жақыпбекова С

Дәріс № 3. Оксидоредуктазалар Биохимия кафедрасы. Жақыпбекова С. С.

Оксидоредуктазалар (І класс) • Тотығу-тотықсыздану реакцияларды катализдейді. • Олар 4 топқа бөлінеді: 1. Дегидрогеназалар (ДГ) – субстраттан сутек атомдарын бөліп шығарып тотықтырады. 2. Цитохромдар (цх)– электрондарды тасымалдайды.

3. Каталаза мен пероксидазалар: Н 2 О 2 -ны ыдыратады. Ол ағзада түзілетін улы қосылыс, оттектің активті формаларына жатады. 4. Оксигеназалар (моно- және диоксигеназалар) субстрат құрамына 1 немесе 2 оттек атомын еңгізеді.

Дегидрогеназалардың топшалары • 1 - пиридинферменттер (ПФ) • 2 - флавопротеиндер (ФП) • 3 - убихинон (Ко. Q)

Пиридинферменттер • Коферменттері НАД (никотинамидадениндинуклеотид) және НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) Никотинамид – бұл витамин РР (В 3 ). • Пиридинферменттер –бірінші реттік дегидрогеназалар. Олар тікелей субстраттарды тотықтырады.

НАД пен НАДФ-тің құрамы • • • 1)Никотинамид (вит. РР) 2) Рибоза І-ші 3)Фосфор қышқылы нуклеотид 4)АМФ - ІІ-ші нуклеотид НАДФ-тің НАД-тан айырмашылығы: АМФ-тің құрамындағы рибозаның 2`ОН тобына фосфор қышқылы қосылған.

• Тотыққан күйінде НАД пен НАДФ -тің бірінші орындағы азотында оң заряды бар. Осы азотпен мырыш ионы арқылы апофермент әлсіз байланыспен байланысады.

НАД пен НАДФ-тің құрылысы

НАД пен НАДФ-тің тотыққан және тотықсызданған түрлері

• Тотықсызданған НАДН 2 мен НАДФН 2 де бір сутек атомы (Н) никотинамидтің құрамындағы С 4 –ке қосылады. Ал екінші Н протон мен электронға ыдырайды. Электрон оң зарядталған бірінші орындағы азотқа қосылғанда заряд нейтралданады, сондықтан апофермент бөлініп шығады.

+) (Н Протон ерітіндіде қалады. • Тотыққан күйінде никотинамидте - 3 қос байланыс , тотықсызданған күйінде 2 қос байланыс болады.

Пиридинферменттердің маңызы • Құрамында НАД бар ферменттер митохондрияларда кездеседі, биологиялық тотығуға (БТ) қатысады. Бір НАДН 2 БТ тізбегінде тотыққанда 3 АТФ түзіледі. • НАДФ бар ферменттер цитоплазма мен микросомаларда кездеседі. НАДФН 2 тотықсыздандырғыш ретінде БМҚ, ХС, стероидты гормондардың синтезіне қатысады.

• НАДФН 2 микросомалды тотығу процесіне қатысады. Бұл процесте гидрофобты улы заттар, ксенобиотиктер (сонымен қатар дәрілер) залалсызданады.

Флавопротеиндер (ФП) • Коферменттері ФАД (флавинадениндинуклеотид) және ФМН (флавинмононуклеотид). • ФМН-ның құрамы: рибофлавин (витамин В 2) мен фосфор қышқылынан тұрады. • ФАД-тың құрамы: ФМН-дегі 5`-фосфатқа АМФ байланысқан. • Апофермент пен кофермент арасындағы байланыс өте мықты.

ФМН мен ФАД құрылысы

• ФАД бар ФП-тер -1 реттік ДГ-лар (мысалы, олар сукцинатты тотықтырады), ФМН бар ФП-тер- 2 -реттік ДГ-лар (олар НАДН 2 -ні тотықтырады). • Тотыққан күйінде ФП-тер сары түсті болады, ал тотықсызданғанда түссізденеді. • 2 сутек атомдары изоаллоксазин сақинасындағы азоттарға (N 1, N 10) қосылады.

Тотыққан (сары түсті) және тотықсызданған (түссіз) ФП-тер

• Тотықсызданған ФП-терді Ко. Q (убихинон) тотықтырады. • Ко. Q (убихинон) – апоферменті жоқ, ол бензохинонның туындысы. Ко. QН 2 тотыққанда, 2 сутек атомы 2 е мен 2 протонға (Н+ ) ыдырайды: Ко. QН 2 Ко. Q + 2 е + 2 Н+ • 2 е цитохром жүйесіне, ал 2 Н+ эндогенді судың түзілуіне береді.

Убихинон

Ко. Q мен Ko. QН 2

Цитохромдар (цх): цхb цхс1 цхс цха 3 О 2 • Гемопротеиндерге жатады. Гемнің құрамындағы темір ауспалы валентті. Цх-дар е қосып алғанда тотықсызданады (Ғе 2+), ал е бергенде тотығады (Ғе 3+). Тотыққан күйін “ферри”, ал тотықсызданған күйін “ферро” формасы деп атайды. Цх-дар е БТ тізбегінде оттегіне тасымалдайды.

Цитохромдар • А В С Д • а а 3 в в 5 с с1 • А, В, С, Д топтарының бір-бірінен айырмашылығы: коферменттері мен апоферменттері әртүрлі. • Топтар ішіндегі өкілдерінде гемдері бірдей, ал апоферменттері әртүрлі болады.

Цитохромдардың гемдері • Цх в – гемоглобиннің геміне ұқсас. • Цх-дар с1 мен с – Нв-нің гемінен айырмашылығы: 2, 4 -диэтил. • Цх-дар а мен а 3 – Нв-нің гемінен айырмашылығы: С 2 -де – 15 көміртекті радикал (R 15); С 8 -де - формил тобы.

Цх в-ның гемі

Цх а мен а 3 гемі

Цх-дың қызметі • • 2 е 2 цхв (Ғе 3+) 2 цхв(Ғе 2+) 2 е 2 цхс1 (Ғе 3+) 2 цх с1(Ғе 2+) 2 е 2 цхс (Ғе 3+) 2 цхс (Ғе 2+) 2 е 2 цха (Ғе 3+) 2 цха (Ғе 2+)

2 е • 2 цха 3 (Ғе 3+) • 2 цха 3(Ғе 2+) 2 е 1/2 О 2 О 2 -

Каталаза мен пероксидазалар • Каталаза –коферменті 4 гем (Ғе 3+)+апофермент. • Эритроциттерде, сүйек кемігінде, кілегей қабықтарының мембранасында, бауыр, бүйректе кездеседі: 2 Н 2 О 2 2 Н 2 О+О 2 • Пероксидазалар-коферменті 1 гем (Ғе 3+) + апофермент: Н 2 О 2 Н 2 О+ О ; SH 2 + O S + H 2 O • Көбінесе өсімдіктерде кездеседі, адамда сүттің лактопероксидазасы, лейкоциттердің миелопероксидазасы болады.

• Каталаза мен пероксидазаларының гемдері гемоглобиннің геміне ұқсас. • Тек құрамындағы темір үш валентті.

Оксигеназалар • Монооксигеназалар-кофермент құрамында аскорбин қ-лы (С вит. ) бар. Олар оттек молекуласының 1 атомын субстрат құрамына еңгізеді, нәтижесінде гидроксил тобы пайда болады. Сондықтан оларды гидроксилазалар деп те атайды. • Стероидты және басқа циклды қосылыстардың метаболизміне , коллагеннің құрамындағы оксипролин мен оксилизиннің түзілуіне қатысады.

Диоксигеназалар • Оттек молекуласының екі атомын бірдей субстраттың құрамына еңгізеді. • Мысалы, β-каротиндиоксигеназа әсерінен β-каротин витамин А-ның 2 молекуласына ыдырайды. Бұл фермент ішектің кілегей қабатында, бауырда кездеседі.

Сұрақтар • Қандай процеске НАДН 2 қатысады? • Қандай кофермент 1 -ші реттік ДГ-ға жататын флавопротеиндерде болады? • цхв (Ғе 3+) феррицхв немесе ферроцхв деп аталады ? • Цха мен цха 3 гемдері әртүрлі немесе ұқсас болады? • Қандай ферменттерде кофермент 1, 3, 5, 8 тетраметил, 2, 4 -дивинил, 6, 7 -дипропион қышқылының темір порфині деп аталады?