18.12. Ферменты, содержащие в качестве простетической группы кобаламнн (витамин В12), катализируют процессы перегруппировки и метилирования

Кобаламин (витамин В12) привлекает к себе большой интерес биохимиков и врачей с тех пор, как в 1926 г. Георг Мино (George Minot) и Виллиам Мерфи (William Murphy) открыли, что пернициозную анемию можно лечить введением в рацион больных больших количеств печени. Кобаламин был получен в очищенном виде и кристаллизован в 1948 г. Его сложную трехмерную структуру раскрыла Дороти Ходжкин (Dorothy Hodgkin) в 1956 г. Ядро кобаламина состоит из корринового кольца с центрально расположенным атомом кобальта (рис, 18.12). Кор-риновое кольцо, подобно порфирину, имеет четыре пиррольных кольца. Два из них (кольца прямо связаны друг с другом, а другие соединяются при помощи метиле-новых мостиков, как это имеет место в порфиринах. Заместителями в пиррольных кольцах являются метильная, пропионамидная и ацетамидная группы.

Атом кобальта связан с четырьмя атомами азота пиррольных колец. Пятый заместитель (на рис. 18.13, расположенный ниже плоскости коррина) представляет собою производное диметилбензимидазола, содержащее и аминоизопропанол. Один из атомов азота диметилбензимидазола связан с кобальтом. Аминогруппа аминоизопропанола связана амидной связью с боковой цепью кольца Шестой заместитель при атоме кобальта (на

рис. 18.13 расположенный над плоскостью коррина) может быть представлен или дезоксиаденозилом. Присутствие цианид-иона в шестом координационном положении цианкобаламина, наиболее обычной среди получаемых в промышленном масштабе форм витамина, является результатом процедуры его выделения. In vivo цианид не связан с кобаламином.

Атом кобальта в кобаламине может находиться в степени окисления или В гидроксокобаламине (в котором шестое координационное положение занимает атом кобальта находится в степени окисления Эта форма, восстанавливается до двухвалентного состояния, называемого под действием флавопротеин-редуктазы, В12

Рис. 18.12. Корриновое ядро кобаламина.

Заместители при пирролах и двух других кобальтовых лигандах на этой схеме не показаны.

Рис. 18.13. Структура 5-дезоксиадено-зилкобаламина.

Рис. 18.14. 5-углеродный атом 5-дезок-сиаденозина находится в координационной связи с атомом кобальта 5-дезоксиаде-нозилкобаламина. Это - единственный известный пример связи углерод - металл в биомолекуле,

восстанавливается второй флавопротеин-редуктазой в Восстановителем в обеих реакциях служит NADH. Форма представляет собою субстрат для последней ферментативной реакции, приводящей к образованию активного кофермента, 5-дезоксиаденозильная группа переносится с АТР на витамин образуя 5-де-зоксиаденозилкобаламин, являющийся коферментом метилмалонил-СоА-мутазы (рис. 18.13).

Кобаламиновые ферменты катализируют реакции двух типов: 1) реакции перегруппировки, например превращение L-метилмалонил-СоА в сукцинил-СоА, и 2) реакции метилирования, например синтез метионина (разд. 21.7). Перегруппировка представляет собою взаимообмен двух групп, присоединенных к соседним углеродным атомам (рис. 18.16). Атом водорода мигрирует от одного атома углерода к следующему, а группа одновременно перемещается в противоположном направлении. При этих внутримолекулярных перестройках разрушается связь углерод—кобальт в 5-дезок-сиаденозилкобаламине. Углеродный атом субстрата, отдающий свой атом водорода, оказывается временно связанным с кобальтом.