Оксигеназный путь биологического окисления . Роль цитохрома Р-450.

Почти во всех клетках около 90% всего потребляемого кислорода восстанавливается с участием цитохромоксидазы (цитохрома аа3) митохондрий. Однако, в некоторых тканях содержатся ферменты иного типа, катализирующие особое окислительно-восстановительные реакции, в которых атомы кислорода включаются непосредственно в молекулу субстрата с образованием, например, новой гидроксильной или карбоксильной группы. Эти ферменты называются оксигеназами. Хотя в столь специализированных реакциях потребляется небольшая часть кислорода, однако, эти реакции очень важны для организма. Имеются два класса оксигеназ: диоксигеназы и монооксигеназы. Диоксигеназы катализируют реакции, в которых в молекулу субстрата включаются оба атома кислорода. Например, фермент пирокатехаза, катализирует реакцию окисления пирокатехина молекулярным кислородом, сопровождающуюся раскрытием кольца:

О

ОН ОН С- ОН

+О = О

С - ОН

О

Моноксигеназы – катализируют реакции, в которых в молекулу органического субстрата включается толь один из атомов кислорода, а второй атом идет на образование воды. Монооксигеназам требуется два субстрата: главный субстрат, присоединяющий один атом кислорода, и косубстрат, поставляющий атомы водорода до воды (Н20). Общее, управление для реакции, катализируемых моноогсигеназами, имеют вид:

А-Н + ВН2 + О=О à А-ОН + В + Н2О-, гдеА-Н – главный субстрат, присоединяющий один атом кислорода; ВН2 – косубстрат, донор атомов водорода для восстановления второго атома кислорода до Н2О. Поскольку в этих реациях главный субстрат гидроксилируется, эту группу ферментов называют гидроксилазами или оксигеназами.

Монооксигеназы могут использовать в качестве косубстрата восстановленные коферменты НАДФН2 или ФАДН2.

Наиболее многочисленны и особенно сложны монооксигеназые реакции, в которых участвуют цитохром Р-450, принадлежащий к группе гемопротеинов. Подобно митохондриальной цитохромоксидазе, цитохром Р-450 способен взаимодействовать с кислородом и с окисью углерода. Этот цитохром обычно содержится не в митохондриях, а в эндоплазматическом ретикулуме.

На рис 5 представлена схема микросомального окисления.

НАДФН2 НАДФ+

ФАДН» ФАД

2FеS+++ 2FS++

Цитохром Цитохром

Р-450 (Fe+++) Р-450 (Fe++)

О2

Цитохром Р-450++ - О Н2О

R-СН2ОН

R-СН3

Биологическая роль микросомального окисления исключительно велика: гидроскилирование стеройдных гормонов; обезвреживание ряда лекарственных препаратов и других чужеродных для организма веществ, особенно если эти вещества сравнительно плохо растворимы в воде. Гидроксилирование чужеродных веществ(ксенобиотиков) способствет их дектоксикации и выведению их организма за счет коньюгирования в печени с «блоками» УДФГК или ФАФС.