10.5. Рибофлавин (витамин В2) - компонент флавиновых нуклеотидов

Витамин В2, или рибофлавин, впервые был выделен из молока. В 1935 г. было установлено строение этого соединения и осуществлен его химический синтез. Из-за присутствия в молекуле рибофлавина сложной изоаллоксазиновой полициклической системы (рис. 10-4) он имеет ярко-желтую окраску.

В дальнейшем было показано, что рибофлавин входит в состав двух родственных коферментов - флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD), структура которых изображена на рис. 10-4. Эти коферменты функционируют в качестве прочно связанных с ферментами простетических групп дегидрогеназ, относящихся к классу флавопротеинов, или флавиндегидрогеназ. В катализируемых этими ферментами реакциях изоаллоксазиновое кольцо флавиновых нуклеотидов служит промежуточным переносчиком атомов водорода, отщепляющихся в ходе реакции от молекулы субстрата (рис. 10-5).

Рис. 10-4. Рибофлавин (витамин В12) и его коферментные формы.

Сукцинатдегидрогеназа, о которой говорилось ранее (разд. 9.13), является одним из представителей флавиндегидрогеназ. Этот фермент, содержащий в качестве простетической группы ковалентно связанную с ним молекулу FAD, катализирует реакцию:

где символ Е — FAD обозначает молекулу фермента связанную с FAD.

Рис. 10-5. Обратимый перенос двух атомов водорода от молекулы субстрата на изоаллоксазиновое кольцо FMN или FAD, катализируемый флавиндегидрогеназой. Символ R обозначает остальную часть флавинового нуклеотида.

У большинства других флавиндегидрогеназ FMN и FAD соединены с молекулами ферментов не ковалентно. В состав активного центра некоторых флавиндегидрогеназ входят также ионы железа или других металлов.

Рис. 10-6. А. Две формы витамина, предотвращающего пеллагру. Б. Строение активных коферментных форм этого витамина - никотинамидадениндинуклеотида (NAD+) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (NADP + ). Оба этих соединения содержат по два нуклеотидных остатка, каждый из которых состоит из основания (никотинамида или аденина), пятиуглеродного сахара (-рибозы) и фосфатной группы. На рисунке изображены окисленные формы нуклеотидов. Восстановленная форма NAD показана на рис. 10-7.