Дегидрогеназы

В зависимости от состава небелковой части дегидрогеназы делят на никотинамидзависимые и флавиновые ферменты.

Никотинамидзависимые дегидрогеназы

Никотинамидзависимые дегидрогеназы - сложные белки, состоящие из белковой и небелковой части. Белковая часть дегидрогеназ определяет их специфичность, имеет молекулярную массу, равную 70 тыс. д. В активном центре дегидрогеназ присутствуют SH группы. Кофермент дегидрогеназ представлен динуклеотидами НАД и НАДФ.

НАД – никотинамидадениндинуклеотид

В состав НАД входят два нуклеотида:

1. аденин – рибоза – Н₃ РО₄

2. никотинамид – рибоза - Н₃ РО₄

НАДФ – никотинамидадениндинуклеотидфосфат.

Состав НАДФ:

1. аденин - рибоза (Н₃ РО₄) - Н₃ РО₄

2. никотинамид – рибоза - Н₃ РО₄

Коферменты НАД и НАДФ определяют третичную структуру дегидрогеназ, придают активность белковой части фермента и участвуют в переносе кислорода. В организме встречаются дегидрогеназы, активные только в присутствии НАД: лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа. Имеются ферменты, где коферментом является только НАДФ: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, 6-фосфоглюконатдегидрогеназа. Для фермента глютаматдегидрогеназы в качестве кофермента возможно использование как НАД, так и НАДФ,

Общий вид реакции, катализируемой НАД (НАДФ)- дегидрогеназами имеет вид:

Субстрат Н₂ + кофермент (НАД, НАДФ)→ субстрат + НАДН₂ (НАДН₂), т.е. водород отщепляется от окисляемого субстрата, а кофермент при этом восстанавливается.

НАД и НАДФ непрочно связаны с белковой частью фермента. В данной реакции непосредственным акцептором протонов и электронов в составе НАД или НАДФ является часть кофермента - никотинамид.

Механизм восстановления кофермента

В последующем НАДН₂ используется в энергетических процессах, а НАДФН₂ используется в качестве источника водорода для восстановительных синтезов (синтез жирных кислот, стероидных гормонов, холестерина).

В составе НАД и НАДФ содержится витамин РР.

Витамин РР, никотиновая кислота, противопеллагрический витамин.

Витамин РР содержится в основном в злаках. Суточная потребность в нём составляет 10 мг.

Биологическая роль РР – входит в состав НАД и НАДФ, участвует в процессах биологического окисления. Авитаминоз проявляется заболеванием пеллагрой (шершавая кожа). К её симптомам относятся дерматит, слабоумие (деменция), расстройства функций кишечника ( диарея) - болезнь «трёх Д».

Флавопротеиды – флавиновые дегидрогеназы

Это сложные белки, состоящие из белка и небелковой части, представленной флавинмононуклеотидом (ФМН) или флавинадениндинуклеотидом (ФАД). Белковая часть флавопротеидов имеет большую молекулярную массу около 200 тыс. д. и прочно связывается с небелковой частью.

ФМН – флавинмононуклеотид, состоит из флавина, рибитола, Н₃РО_4.

ФАД – флавинадениндинуклеотид, включает флавиновый и адениловый нуклеотиды:

1. флавин – рибитол - Н₃РО_4.

2. аденин – рибоза - Н₃РО_4.

Общий вид реакции с участием флавопротеидов:

1 стадия

субстратН₂ + ФМН (ФАД) флавопротеид субстрат + ФМНН₂ (ФАДН₂)

2 стадия флавопротеид

ФМНН₂ (ФАДН») + Х ФМН (ФАД) +ХН₂

акцептор

В качестве субстратов для флавопротеидов служат янтарная кислота, активные формы жирных кислот. В этом случае флавопротеиды являются первичными акцепторами протонов и электронов для этих веществ. Донором водорода для флавопротеидов может также служить молекула НАДН₂. В этом случае флавопротеиды являются промежуточными акцепторами протонов и электронов. В качестве акцепторов электронов для флавопротеидов могут являться убихинон (во внутримитохондриальном окислении) или непосредственно кислород (во внемитохондриальном окислении). Непосредственным переносчиком протонов и электронов в составе флавопротеидов служит флавин.

Схема восстановления флавина:

В составе ФМН и ФАД содержится витамин В₂

Витамин В_{2 ,} рибофлавин, витамин роста.

Рибофлавин включает флавин и рибитол. Рибофлавин распространён в оболочке злаков, в дрожжах. Суточная потребность в нём составляет 1-2 мг. Биологическая роль – входит в состав ФМН и ФАД, участвует в биологическом окислении.

Авитаминоз проявляется в виде дерматита, катаракты, анемии, поражении сердечной мышцы