Оксигеназно-пероксидазная теория Баха и Шода и ее современные эквиваленты: изменения и постоянство в научном мышлении на примере нашего понимания роли воды, перекиси и кислорода в функционировании редокс-ферментов^*

Аннотация

Александр Бах был революционером в политике и биохимии. Его первая значительная публикация, «Царь-голод», знакомила с марксизмом рабочих России. Находясь в изгнании в течение 30 лет, он переключился на исследование диалектики оксидаз. В то время, когда он выдвинул свою теорию оксидаз как комбинации оксигеназ с пероксидазами (около 1900 г.), концепция ферментов еще не была полностью сформулирована и не было проведено четкого разделения между ферментом и субстратом. Однако пероксиды, как в свободном, так и в связанном состоянии, уже тогда были и остаются на сегодня важными интермедиатами в оксидазном катализе. Аэробные сопряженные системы, состоящие из дегидрогеназы/пероксидазы/каталазы, которые были исследованы чуть позже, прояснили модель Баха и быстро стали парадигмой оксидазного механизма. Идентификация пероксидазы как металлофермента оказалась решающим шагом в понимании оксидазного и пероксидазного механизмов, подтвердив основные положения работ Баха. Сегодня признается роль каталитических органических пероксидов во флавопротеиновых оксигеназах; подобные органические пероксиды вовлечены также в окисление липидов и распад триптофана через образование радикалов. Но наиболее физиологически важные пероксиды, как мы знаем сегодня, связаны с металлами с переходной валентностью (Fe или Сu), они образуются как прямо, так и опосредованно с участием кислорода. Типичный перекисный продукт металлопротеида – это феррильное состояние. Если при этом сохранены оба окислительные эквивалента пероксида, то второй эквивалент присутствует в виде радикала белка или порфирина. Истинные комплексы металлов с перекисями нестабильны. Однако часто место распада исходного пероксида отмечено присутствием молекулы воды. Fe-Cu центр цитохром c-оксидазы может реагировать как с пероксидом, так и с кислородом, при этом в качестве промежуточных продуктов образуются высшие состояния окисления P и F. В покоящемся ферменте можно видеть молекулы воды и гидроксил-ионы, маркирующие места исходного расположения кислорода и пероксида.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: