Книга -

5.1.2. Реакции окисления

Для многих соединений присутствие или отсутствие кислорода - решающий фактор вовлечения их в центральные метаболические процессы организмов.

При аэробном окислении подготовительный метаболизм ряда ксенобиотиков начинается с реакций включения кислорода (гидроксилирования) в молекулу субстрата (табл. 5.2). Эти реакции катализируют монооксигена- зы и диоксигеназы. Особая роль принадлежит монооксигеназам со смешанной функцией - комплексу мембрано-связанных ферментов, окисляющих субстраты вследствие активации молекулярного O₂ с использованием восстановительных эквивалентов пиридиннуклеотидов. В монооксигеназной реакции участвуют гемопротеины - цитохромы Р-450 и КАВРН-цитохром-Р-450-редуктазы. Ключевым ферментом гидро- ксилирующей системы является цитохром Р-450.

Реакции, катализируемые монооксигеназами, протекают по следующей схеме:

где AH₂ - донор электронов, R - субстрат, R-OH - окисленный субстрат.

Кислород реагирует непосредственно с молекулой органического вещества и действует как конечный акцептор электронов. В результате в молекулу субстрата включается один атом кислорода. В реакции гидроксилиро- вания монооксигеназы совмещают функции и оксигеназы (включение атома кислорода в молекулу субстрата), и оксидазы (восстановление O₂ до H₂O). Поэтому эти ферменты называют также оксидазами смешанных функций.

Цитохром Р-450 действует как терминальная оксидаза, активирующая молекулярный кислород переносом двух электронов в двух отдельных од- ноэлектронных стадиях.

Перенос электронов на цитохром Р-450 осуществляется по схеме:

Особенность этой системы - низкий редокс потенциал первого и последнего компонента цепи переноса, т.е. одинаково высокая способность отдавать электроны, Редокс потенциал цитохрома Р-450 от -280 до -480 мВ - самый низкий из обнаруженных у цитохромов. В случае потребления н-алканов дрожжами этой системой осуществляется преимущественно монотерминальное окисление н-алканов (окисление метальной группы).