БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 9, с. 1440–1455
Гипотезы
УДК 577.152.1
Четыре компонента сопряженной редокс-системы организма: углерод, азот, сера, кислород
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: редокс-система, формальдегид, аргинин, перекись водорода, сульфгидрильные группы, регуляция.
Аннотация
С1 соединения участвуют во многих метаболических процессах и регуляциях, включая метилирование ДНК. Продукт окисления метильной группы, формальдегид (ФА), обладает высокой цитотоксичностью. В клетке существуют два пути его утилизации – ассимиляция и окисление. ФА проявляет цитотоксичность, поэтому его окисление считается детоксикацией. Чувствительность к пороговой концентрации ФА мы рассматриваем как свидетельство его важной роли в жизнедеятельности биосистемы. Предлагается модель трехкомпонентой сопряженной редокс-системы, в которой путь окисления метильной группы является архаичным и консервативным донором протонов и электронов, восстановление О2 – акцептор, аминогруппа аргинина используется для производства мочевины (акцептор) и оксида азота (донор). Четвертый участник редокс-системы – глутатион, поддерживает редокс-баланс. Трехуровневая система доноров протонов включает окисление метильной группы (первый уровень), окисление ацетата в митохондриях (второй уровень) и катаболизм глюкозы в пентозофосфатном пути (третий уровень). В единое целое всю систему объединяют сульфгидрильные группы цистеинов глутатиона, тиоредоксина и α-липоевой кислоты. Регуляторная роль в этой системе принадлежит глутатион-зависимой формальдегиддегидрогеназе, которая контролирует связывание ФА с тетрагидрофолиевой кислотой, метилирование аргинина и денитрозирование сульфгидрильных групп. Сопряженная редокс-система сформировалась в процессе эволюции как объединение редокс-циклов углерода, азота, кислорода и серы.