Оксидоредуктази

До класу оксидоредуктаз належать ферменти, які каталізують окисно-віднов­ні реакції. У них проходить перенос електронів або атомів водню від молекули, яка окислюється (донора) до молекули, яка відновлюється (акцептора). До оксидореду­ктаз належать ферменти з тривіальними назвами дегідрогеназ, редуктаз, оксидаз, пероксидаз, оксигеназ, гідроксилаз, каталази та ін.

Характерними особливостями дії оксидоредуктаз є такі: перша полягає в тому, що вони утворюють системи (так звані ланцюги окисно-відновних ферментів), у яких здійснюється багатоступеневий перенос атомів водню або електронів від пер­винного субстрату до кінцевого акцептора, яким є, як правило, кисень. У результаті атоми водню переносяться на кисень і утворюється вода. Ті оксидоредуктази, які переносять водень або електрони безпосередньо на атоми кисню, називаються ае­робні дегідрогенази, або оксидази. Із них важливе значення мають глюкозооксидаза і поліфенолоксидаза. На відміну від них, анаеробні дегідрогенази переносять ато­ми водню й електрони від одного компонента окислювального ланцюга ферментів до іншого без передачі їх на кисневі атоми.

Друга особливість оксидоредуктаз полягає в тому, що вони є двокомпонент­ними ферментами з дуже обмеженим набором активних груп (коферментів), але

здатні прискорювати багато різноманітних окисно-відновних реакцій. Це досяга­ється за рахунок того, що один і той же кофермент здатний з'єднуватися з багатьма апоферментами.

Третя особливість оксидоредуктаз як особливого класу ферментів полягає в тому, що вони прискорюють хімічні реакції, пов'язані з вивільненням енергії, яка використовується для біохімічних процесів.

Відомо більше двохсот індивідуальних оксидоредуктаз. Найбільш поширені оксидоредуктази, які мають у своєму складі в якості активної групи нікотинаміда-деніндикуклеотид (НАД) або нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат (НАДФ). Утво­рений фермент-протеїд здатний віднімати від субстратів (спиртів, альдегідів, дика-рбонових і кетокислот та ін.) атоми водню, окислюючи таким чином названі сполу­ки. Такі фермент-протеїди (піридинпротеїди) є анаеробними дегідрогеназами.

Розглянемо механізм дії одного із піридинпротеїдів - алкогольдегідрогенази. Він складається з двох субодиниць, кожна із яких має молекулу НАД і атом цинку. У процесі відняття атому водню від спирту утворюється потрійний апофермент -кофермент-субстратний комплекс, який утримується атомом цинку. Безпосередньо від молекули спирту до НАД переходить один атом водню H⁺. Другий атом вод­ню, який віднімається від молекули спирту, втрачає електрон і перетворюється в протон ( ) і поступає в реакційне середовище. Рівняння реакції окислення спирту з участю НАД має такий вигляд -

Найбільш складний і найпоширеніший варіант окислювально-відновлюваль-ного процесу в клітині полягає в окисленні атомів водню, які зняті з субстрату пе­рвинними дегідрогеназами з участю цитохромної системи. Цитохромну систему утворюють декілька оксидоредуктаз, які мають в якості простетичних груп залізо-порфірини. З'єднуючись з білками різної побудови, залізопорфірини 4 типів дають початок родині хромопротеїдів, які об'єднують загальною назвою - цитохроми. Ві­домо декілька десятків цитохромів. Вони є переносниками електронів.

Оксидоредуктази окислюють спирти до відповідних альдегідів, альдегідів або кетонів - до кислот, відщеплюють атоми водню від - груп з утворенням

подвійного зв'язку, окислюють групи або . До них належать ката-

лаза, яка розкладає перекис водню, і піроксидаза, яка окислює за допомогою поліфеноли.

69