Химический состав живых организмов, потребности в веществах и энергии, страница 27

Реакции, катализируемые кобаламин-зависимыми ферментами: реакции трансметилирования и внутримолекулярного переноса протона в реакциях изомеризации − основаны на расщеплении и образовании связи Со-С. Так перегруппировка метилмалонилСоА в сукцинилСоА (рис. 6.26), катализируемая ММСМ, включает в себя отрыв атома водорода от метильной группы метилмалонилСоА на первой стадии реакции под действием образовавшегося при распаде связи Со-С 5’-дезоксиаденозильного радикала (схема 51), на второй стадии внутримолекулярный перенос СОSСоА-группы на метилено-

Рис.6.26. Механизм реакция изомеризации метилмалонилСоА в сукцинилСоА под действием комплекса метилмалонилСоА-мутазы (ММСМ) и 5’-аденозилкобаламина: а – отрыв атома водорода от метильной группы   5’-аденозильным радикалом, образовавшимся при распаде связи Со-С в    5’-аденозилкобаламине; b – перенос СОSСоА-группы на метиленовый радикал с образованием радикала при соседнем атоме углерода; с − перенос атома водорода от аденозила на атом углерода, содержащий неспаренный электрон (согласно Kräutler В. Vitamin B12: chemistry and biochemistry // Biochem. Soc. Transact. 2005. Vol. 33, P. 806−810, Sharma Р.К., Chu Z.T., Olsson M.H.M., Warshel A. A new paradigm for electrostatic catalysis of radical reactions in vitamin B12 enzymes // Proc. Nat. Acad. Sci.  2007. Vol. 104. P. 9661–9666.

вый радикал, реакция заканчивается обратным переносом атома водорода, но не на прежнее место, а к соседнему углеродному атому.  

               (51)

Таким образом, ММСМ катализирует реакцию полимеризации и внутримолекулярный перенос протона, а ТГМТ – перенос метильной группы от N5-метилтетрагидрофолата через образование метилкобаламина на акцептор, в данном случае эту роль выполняет тиоловая группа гомоцистеина, превращаясь в метионин (рис. 6.27). Реакция, катализируемая ТГМТ, сопровождается гетеролитическим распадом/образованием связи Со−СН₃ и обращением конфигурации продуктов реакции согласно SN₂ механизму.

При нарушениях процесса метилирования гомоцистеина страдает метаболизм фолиевой кислоты и нарушается синтез ДНК, что увеличивает риск тромбозов. Дефицит метионина вызывает также дефицит   S-аденозилметионина и нарушение синтеза холина и содержащих его фосфолипидов – лецитина и сфингомиелина, что приводит к поражению нервной системы. В случае дефицита аденозилкобаламина происходит накопление метилмалонилСоА и его предшественника – пропионилСоА. Это приводит к тому, что в клетках 

Рис. 6.27. Механизм реакции переноса метильной группы, катализируемой тетрагидроптероилглутамат-метилтрансферазой (ТГМТ), от N5-метил-тетрагидрофолата к кобаламину с образованием метилкобаламина и далее после распада связи Со−СН₃ к акцепторной тиоловой группе гомоцистеина (согласно Kräutler В. Vitamin B12: chemistry and biochemistry // Biochem. Soc. Transact. 2005. Vol. 33, P. 806−810.)

нервной системы синтезируются и встраиваются в фосфолипиды жирные кислоты с нечетным количеством атомов углерода, что не является обычным, и это также приводит к неврологическим нарушениям.

Человек и животные получают витамин В12 в результате потребления продуктов питания животного происхождения и синтеза его микрофлорой пищеварительного тракта. В растительных продуктах питания В12 практически не содержится.

6.1.8.5. Хром. Этот переходный металл, необходимый для нормального развития и функционирования человеческого организма, в биохимических процессах участвует только в степени окисления 3+. Основные его функции в клетке касаются регуляции обмена углеводов и холестерина, уровня глюкозы в крови, активации некоторых ферментов.

Хром входит в состав низкомолекулярного (1 500 Da) комплекса – фактора толерантности к глюкозе (GTF). Этот комплекс облегчает взаимодействие инсулина с его клеточными рецепторами, увеличивая их число и скорость фосфорилирования (рис. 6.28), и уменьшает потребность организма в инсулине, усиливая при этом его действие во всех процессах с его участием.