5. Биохимическая роль оснований Шиффа

Присоединение амина к карбонильной группе с последующим отщеплением молекулы воды приводит к иминам, которые называют также «основаниями Шиффа».

Поскольку основание Шиффа образуется через ряд последовательных равновесных стадий, то весь этот процесс обратим. В биохимических процессах это обстоятельство часто весьма важно.

(см. скан)

Основания Шиффа участвуют в гликолизе (действие альдолазы), в биосинтезе триптофана исходя из индола и серина, при связывании ретиналя с олеином (механизм зрения), а также в реакции стране-аминазы.

Последнюю из перечисленных выше реакций рассмотрим более подробно ввиду ее исторической значимости, так как это был первый случай установления механизма действия фермента и роли кофермента (работа выполнена в 1945 г. в Москве под руководством А. Е. Браунштейна). Кофермент, который называется также простетической группой, не входит в состав полипептидной части фермента.

Витамин или пиридоксии, — это триольная форма пиридиниевого катиона (т. е. кислоты, сопряженной с пиридином как основанием). Соответствующий альдегид или пиридоксаль (взят в рамку) также обладает биологической активностью типа активности витамина

(см. скан)

Для покоящейся трансаминазы (фермент) кофермент (изображен ниже) представляет собой пиридоксальфосфат. Фермент связывает эту простетическую группу через аминогруппу остатка лизина, образуя при этом шиффово основание с альдегидной группой пиридоксаля. Кофермент связывается таким путем в активном центре фермента ( фермент, пиридоксальфосфат).

Функция трансаминазы состоит в следующем: аминокислота, попадает в активный центр фермента. Это (первое) шиффово

основание разрушается, превращаясь в другое шиффово основание, содержащее -аминогруппу аминокислоты. Боковая цепь лизина при этом регенерируется.

В дальнейшем в ходе реакции этот альдимин превращается в кетимин. Движущей силой такого превращения служит миграция электронов, которые переносятся к положительно заряженному азоту пиридинийкатиона. Кофермент в этой ситуации представляет собой не что иное, как «отстойник» для электронов.

Кетимин, все еще находящийся в активном центре фермента, гидролизуется с образованием пиридоксаминфосфата и -кетокис-лоты

Результат первой половины этой реакции можно представить так: аминокислота пиридоксальфосфат -кетокислота пиридоксальфосфат. Вторая часть реакции, наоборот, состоит в том, что комплекс фермента с пиридоксаминфосфатом реагирует с другой сукетокислотой, т. е.

а-кетокислота 2 + пиридоксаминфосфат аминокислота 2 + пиридоксальфосфат.

В сумме получаем, что аминокислота 1 + а-кетокислота 2 аминокислота 2 + а-кетокислота 1.

В этом и состоит трансаминирование.