Материал: 6300
26
Витамин В12 является коферментом в ряде ферментов (что такое кофермент
– говорится в теме "кинетика"). В частности, он входит в состав фермента, ответственного за синтез метионина – одной из аминокислот. Этот витамин синтезируется только микроорганизмами. Человек и другие высшие животные получают его 1)с продуктами питания животного происхождения 2)в поливитаминах в виде синтетического препарата – цианкобаламина 3)в результате жизнедеятельности микрофлоры нашего пищеварительного тракта.
Молекула витамина В12 содержит ион двухвалентного кобальта, который координирован 6 лигандами:
-4 атомами азота макроцикла;
-анионом OH‾ или метильной группой – в организме или анионом CN‾ в синтетическом препарате (на рисунке – R);
-атомом азота бензимидазола.
Полный химический синтез осуществлен Р. Вудвордом в 1972 г. В промышленности для получения В12 используют микробиологический синтез.
R2 R3
R1 |
N |
CH3 |
|
||
N |
Mg N |
|
H3C |
N |
O |
|
||
|
|
COOMe
H3C R4
Хлорофилл – это комплекс Mg2+ с видоизмененным порфирином – макроциклом, включающим в себя 4 пиррольных кольца. В растениях встречается несколько видов хлорофилла (хлорофиллы a, b, c1, c2, c3, d), которые немного отличаются друг от друга по строению молекулы (разные R1-4). Существуют еще и бактериохлорофиллы (a, b, c, d, e, g),которые встречаются только в бактериях. Полный синтез хлорофилла a, включающий 46 стадий, осуществлен Р. Вудвордом в 1960 г. Вы видите, что ион Mg2+ координационно ненасыщен – он образует 4 координационных связи, тогда как может образовать 6. В организме за счет образования еще 2 связей молекула порфирина прикрепляется к молекулам белка.
В молекуле гема порфириновая система видна особенно хорошо. Гем тоже является коферментом в ряде ферментов, но его главная функция – это перенос кислорода в составе гемоглобина или миоглобина – комплексов гема с молекулами белка. В гемоглобине и миоглобине ион Fe2+ образует еще одну координационную связь для связывания с молекулой белка, а шестое координационное место в оксигенированной форме (то есть в форме, содержащей связанную молекулу О2) заполняется молекулой кислорода.
27
H3C |
|
CH2 |
H3C |
N |
CH3 |
|
||
N |
Fe |
N |
N
H2C
HOOC HOOC
CH3
У некоторых низших животных (моллюсков, членистоногих) переносчиком кислорода является гемоцианин.
На рисунке изображен фрагмент молекулы оксигенированной формы гемоцианина краба Limulus Polyphemus. С белковой молекулой связаны 2 иона Cu+. Между ними внедряется молекула кислорода, образуя π-комплекс. При внедрении молекулы О2 ионы меди сближаются друг с другом: расстояние Cu-Cu в оксигенированной форме составляет 3,62 Å, а в бескислородной форме – 4,61 Å. Каждый из ионов меди соединен с белковой частью тремя координационными связями с участием атомов азота имидазольных циклов,
28
входящих в состав остатков гистидина. Здесь изображено строение этой аминокислоты.
N
COOH
N
H H2N
А так построен сам π-комплекс: ионы меди, молекула кислорода и 6 имидазольных циклов гистидиновых остатков:
Еще один пример физиологически активного комплекса – активный центр фермента карбоангидразы – приводился в теме "кинетика".