Inligting

B3. Dehidrogenases - Biologie

B3. Dehidrogenases - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Dehidrogenase-ensieme behels gewoonlik NAD+/NADH en word genoem na die substraat wat deur NAD+ geoksideer word. Byvoorbeeld in die reaksie:

[ ext{piruvaat} + ext{NADH} ightleftharpoons ext{laktaat} + ext{NAD}^+]

wat gebruik word om NAD+ onder anerobiese toestande te regenereer, word die ensiem laktaatdehidrogenase genoem. Soos in suur/basis-reaksies, wanneer die voorkeurrigting vir die reaksie (vanuit 'n ΔGo-perspektief) van sterker suur na swakker (gekonjugeerde) suur is, is die voorkeurrigting vir 'n redoksreaksie in die rigting van sterk na swak oksideer-/reduseermiddels . Dit kan maklik bepaal word uit kaarte van standaard reduksie potensiale, en met behulp van die vergelyking:

[ ΔG^o = -nF ΔE^o]

  • waar (F) die Faraday-konstante is (96,494 Coulombs/mol e- = 96, 494 J/(V.mol) = 23.06 kcal/(V.mol). Een Faraday is die lading per een mol elektrone).
  • en (ΔE^o), die standaard EMK of standaardselpotensiaal (totale spanning by standaardtoestandtoestande), wat bepaal kan word deur die standaardreduksiepotensiale (Eo) vir die twee toepaslike halfreaksies, nadat die vergelyking vir die halfreaksie wat die oksidasie verteenwoordig omgekeer is.

Wanneer n=2 (aantal elektrone) wat algemeen is vir oksidasies van organiese molekules,

[ΔG^o (kcal/mol) = - 46.12,ΔE^o ]

of vir regeringswerk

[ΔGo (kcal/mol) ongeveer - 50ΔE^o]

Let op wanneer ΔEo > 0, ΔGo < 0, word die reaksie soos geskryf onder standaardtoestande bevoordeel. Let op in die tabel hieronder dat baie van die halfreaksies protone behels. Vir biologiese reaksies wat vrye protone insluit, is die standaardtoestandkonsentrasie vir die protone nie 1 M soos vir ander opgeloste stowwe in oplossing nie, maar gedefinieer as die hidroniumioonkonsentrasie by pH 7.0. Die ΔEo- en ΔGo-waardes vir die reaksies wat waterstofione by 'n standaardtoestand van pH 7.0 insluit, word gewoonlik geskryf as ΔEo' en ΔGo'

Tabel: Standaardverminderingspotensiaaltabel (E0'), 25oC
oksidant

reduktant

n (elektrone)Eo� (volts)
Asetaat + koolstofdioksied

piruvaat

2-0.70
suksinaat + CO2 + 2H+

α−ketoglutaraat + H2O

2-0.67
asetaat

asetaldehied

2-0.60
gliseraat-3-Pgliseraldehied-3-P + H2O2-0.55
O2O2-1-0.45
ferredoksien (os)ferredoksien (rooi)1-0.43
Koolstofdioksied

formateer

2-0.42
2H+

H2

2-0.42
α-ketoglutaraat + CO2 + 2H+

isocireer

2-0.38
asetoasetaatβ-hidroksibutiraat2-0.35
Sistine

sisteïen

2-0.34
Pyruvaat + CO2

malaat

2-0.33
NAD+ + 2H+

NADH + H+

2-0.32
NADP+ + 2H+

NADPH + H+

2-0.32
FMN (ensiemgebonde)FMNH22-0.30
Lipoïensuur, os

Lipoïensuur, rooi

2-0.29
1,3 bisfosfogliseraat + 2H+

gliseraldehied-3-P + Pi

2-0.29
Glutathione, os

rooi

2-0.23
FAD (vry) + 2H+

FADH2

2-0.22
Asetaldehied + 2H+

etanol

2-0.20
Piruvaat + 2H+

laktaat

2-0.19
Oksalasetaat + 2H+

malaat

2-0.17
α-ketoglutaraat + NH4+

glutamaat

2-0.14
FAD + 2H+ (gebonde)

FADH2 (gebonde)

20.003-0.09
Metileenblou, os

Metileenblou, rooi

20.01
Fumaraat + 2H+

suksineer

20.03
CoQ (Ubiquinone - UQ + H+UQH.10.031
UQ + 2H+UQH220.06
Dehidroaskorbiensuur

askorbiensuur

20.06
Ubiquinone; os

rooi

20.10
Sitochroom b2; Fe3+

Sitochroom b2; Fe2+

10.12
Sitochroom c1; Fe3+

Sitochroom c1; Fe2+

10.22
Sitochroom c; Fe3+

Sitochroom c; Fe2+

10.25
Sitochroom a; Fe3+

Sitochroom a; Fe2+

10.29
1/2 O2 + H2O

H2O2

20.30
Sitochroom a3; Fe3+

Sitochroom a3; Fe2+

10.35
Ferrisianied

ferrosianied

20.36
Sitochroom f; Fe3+

Sitochroom f; Fe2+

10.37
Nitraat

nitriet

10.42
Fotostelsel P700..0.43
Fe3+

Fe2+

10.77
1/2 O2 + 2H+

H2O

20.816
  • Aanbevelings vir nomenklatuur en tabelle in biochemiese termodinamika (van die International Union of Biochemistry and Molecular Biology en die IUPAC)

Die meganisme vir die oksidasie van 'n substraat deur NAD + behels gesamentlike hidriedoordrag na een kant van NAD+.

Beskou byvoorbeeld die oksidasie van etanol na asetaldehied deur alkoholdehidrogenase.

Figuur: oksidasie van etanol na asetaldehied deur alkoholdehidrogenase

Vir substrate soos etanol wat 'n hidried verloor van 'n metileen koolstofatoom wat twee H'e het, gaan slegs een van die H'e verlore (óf die proR of proS) vanaf die prochirale sentrum. (Onthou die reaksie van prochirale gliserol om fosfolipiede te gee.)

Figuur: STEREOCHEMIE VAN NAD+/NADH REDOX-REAKSIES MET ALKOHOL DEHIDROGENASE

FAD het 'n meer positiewe reduksiepotensiaal as NAD+, so dit word gebruik vir meer "veeleisende" oksidasiereaksies, soos dehidrogenering van 'n C-C-binding om 'n alkeen te vorm. Jy

sal op standaard reduksiepotensiaaltabelle opmerk dat die potensiaal van FAD dikwels verskeie kere gelys word en afhang van die ensiem. Dit is omdat die FAD stewig aan die ensiem gebind is, so sy neiging om elektrone te verkry hang af van sy omgewing, op baie dieselfde wyse as wat die pKa van 'n aminosuursyketting (wat weerspieël die neiging om protone vry te stel) deur die omgewing beïnvloed word. van die aminosuursyketting in die proteïen. Die standaard reduksiepotensiaal vir flavien-ensieme wissel van -465 mV tot + 149 mV. Vergelyk dit met die reduksiepotensiaal van vry FAD/FADH2, wat in waterige oplossing -208 mV is. Die standaard reduksiepotensiaal van die flavien in D-aminosuuroksidase, 'n flavoproteïen, is ongeveer 0.0 V. Onthou, hoe meer positief die standaard reduksiepotensiaal is, hoe meer waarskynlik sal die reaktant verminder word en dus as 'n oksideermiddel optree. Daarom is die FAD in D-aminosuuroksidase 'n beter oksideermiddel as vry FAD. Die Kd vir binding van FAD aan die ensiem is 10-7M in vergelyking met die Kd vir binding van FADH2, wat 10-14M is. Deur elektrone te verkry, bind die flavien stywer, wat die gebonde FADH2 by voorkeur stabiliseer in vergelyking met die gebonde FAD. Dit verskuif die ewewig van FAD <=> FADH2 na regs, wat die gebonde FAD 'n sterker oksideermiddel maak.

Figuur: GULLE EN OKSIDASIES: MEGANISME

Jmol: Opgedateerde Flavin dehidrogenase Jmol14 (Java) | JSMol (HTML5)

Kan die standaard reduksiepotensiaal van 'n redoksaktiewe sentrum in 'n proteïen ingestel word deur die omgewing van daardie sentrum te verander, net soos die pKa van 'n suursyketting kan deur die polariteit van die omgewing te verander? Die antwoord is ja. Die aktiewe plek van azurien, 'n koppedoksien, het 'n redoks-aktiewe koperioon wat gekoördineer word deur 'n Cys en twee His-residu op 'n trigonale planêre wyse. Met 121 dien as 'n swak aksiale ligand. Marshall et al. het 'n haalbare metode gerapporteer om die redokspotensiaal (Eo) van hierdie aktiewe terrein te manipuleer. Die wilde tipe azurien is gemuteer om die hidrofobisiteit en waterstofbindingsvermoëns te verander, terwyl die algehele argitektuur van die metaalbindingsplek gehandhaaf is. Ser 46 is geselekteer vir mutasie aangesien dit 'n posisie soortgelyk aan Asn in 'n ander curedoksien beklee het wat betrokke was by 'n belangrike H-binding wat twee ligand-bindingslusse bind. 'n N47S-mutasie, wat die waterstofbinding tussen die twee ligand-bevattende lusse versterk het, het Eo met ~130 mV verhoog, terwyl die metaalbindingsplek-argitektuur bewaar is soos bepaal deur UV-Vis-spektroskopie. Hulle het ook 'n M121Q-mutant met wildtipe M121 en met 'n M121L-mutant vergelyk. 'n Plot van Eo vs log verdelingskoëffisiënt vir oordrag van die syketting van water na oktanol was in wese lineêr met 'n positiewe helling, wat toon dat die standaard reduksiepotensiaal afhang van die hidrofobisiteit van die swak koördinerende ligand in die metaalbindingsgebied. Hierdie gedrag het uitgebrei na dubbele mutante (waar een stel mutante M121 betrokke was). Die ondersoekers kon die Eo oor 'n 700 mv-reeks instel! Nuwe rol vir NAD.