Новости химической науки > Бактерия может превратить субстрат в радикал

Для анаэробного микроба, живущего в кишечнике человека обнаружена интересная биохимическая реакция, существование которой предполагалось, но еще не было доказано. У бактерии clostridium difficile обнаружен фермент, превращающий субстрат, необходимый для энергетического обмена, в радикал.

Гидроксиацил-CoA теряет молекулу воды с образованием аллилкетилрадикала. R – кофермент A. (Рисунок из Nature, DOI: 10.38/nature06637)

Обычно в ходе ферментативных реакций радикалы субстрата образуются за счет радикальных кофакторов. Бактерия C. difficile provides представляет собой первый описанный случай превращения ферментом своего субстрата в радикал за счет простого переноса электрона.

Сообщившие о новом типе ферментативной реакции исследователи под руководством Антонио Пьерика (Antonio J. Pierik) из Университета Филипса в Марбурге также сообщают, что в отличие от классических примеров окислительно-восстановительной активации биохимических субстратов, описанных в учебниках, субстрат более охотно превращается в радикал при восстановлении, чем при окислении. Известно, что большее количество ферментов способствует генерации радикалов просто за счет отрыва водорода.

Необычная реакция метаболизма бактерии C. difficile катализируется ферментом 2-гидроксиизокапроил-CoA дегидратазой, способствующей конвертированию лейцина в короткоцепочечные карбоновые кислоты.

Переработка лейцина в отсутствии кислорода представляет собой сложную задачу, отчасти из-за того, что в ходе процесса образуется устойчивый интермедиат 2-гидроксиацил-CoA. До процесса дегидратации этого интермедиат не может быть восстановлен.

Перенос избыточного электрона от сульфидно-железных кластеров из активного центра фермента способствует превращению 2-гидроксиацил-CoA в кетильный радикал, который может подвергаться дегидратации, превращаясь в аллилкетилрадикал. Далее радикал окисляется до производного изокапреноила, которое впоследствии может быть восстановлено.

Источник: Nature, 2008, DOI: 10.38/nature06637

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #молекулярная биология, #органическая химия