Биохимия аминокислот - А. Майстер 1961

Общая биохимия и физиология аминокислотного обмена
Окислительное дезаминирование
Оксидаза D-аминокислот

Оксидаза D-аминокислот в организме млекопитающих находится только в тканях печени и почек, причем активность ее в почках значительно выше, чем в печени. Этот фермент получен в высокоочищенном состоянии; его «число оборотов» составляет от 1000 до 2000 в минуту [121, 122]. Фермент окисляет множество различных D-аминокислот и не проявляет поддающейся обнаружению активности по отношению к L-аминокислотам. В связи с этим следует напомнить, что его используют для обнаружения ничтожных количеств D-аминокислот в присутствии высоких концентраций соответствующих L-изомеров (стр. 95). Отмечены определенные видовые различия в субстратной специфичности фермента; так, относительные скорости окисления разных D-аминокислот препаратами оксидазы, полученными из почек свиньи и барана, несколько различаются. Эти различия следует, по-видимому, отнести за счет различной природы апоферментов.

Почечная оксидаза D-аминокислот не действует на аминокислоты, в молекуле которых замещен а-водородный атом или замещены оба водородных атома аминогруппы. В табл. 18 приведены выборочно данные литературы по ферментативному окислению различных аминокислот.

Таблица 18 Специфичность некоторых оксидаз аминокислот

* Максимальная активность принята за 100%.

Наиболее активно окисляются D-изомеры тирозина, метионина и пролина, тогда как глутаминовая и аспарагиновая кислоты, цистин, лизин и треонин окисляются очень медленно или не окисляются совсем. С заметной скоростью окисляются ω-N-ацилпроизводные лизина и орнитина [126—128]. D-алло-Треонин окисляется быстрее, чем D-треонин, а D-изолейцин — быстрее, чем D-алло-изолейцин. Стереоизомеры изолейцина окисляются в соответствующие оптически чистые энантиоморфные формы a-кeто-ß-метилвалерьяновой кислоты; этим наблюдением подтверждается точка зрения, согласно которой в процессе окисления аминокислоты не возникает двойной связи между а- и ß- углеродными атомами [129, 130]. Подобное заключение вытекает также из того факта, что оксидаза D-аминокислот окисляет D-a-аминофенилуксусную кислоту, не имеющую а-водородного атома. Этот фермент окисляет также D-изомеры многих не встречающихся в природе аминокислот, в том числе D-формы этионина, циклогексилаланина, ß-2-тиенилаланина, S-алкилпроизводных цистеина, алло-треонина, а-аминокапроновой кислоты (норлейцина), n-аминофенилаланина, а-аминовалерьяновой кислоты (норвалина) и некоторых других [131 —133]. Оксидаза D-аминокислот окисляет N-монометил-D-аминокислоты; в присутствии каталазы реакция протекает согласно следующему суммарному уравнению [114, 134]:

Играет ли оксидаза D-аминокислот физиологическую роль и какова ее функция, пока не известно. Возможно, что назначение этого фермента состоит в разрушении D-аминокислот, содержащихся в пище или образующихся в теле животного (например, в результате жизнедеятельности бактериальной флоры желудочно-кишечного тракта, ротовой полости и т. п.).

Никаких указаний на то, что в организме животных возможен синтез рацемических аминокислот, опыт не дает; напротив, найдено, что после приема с пищей рацемических аминокислот, меченных N¹⁵, D-компонент выводится с мочой без заметного разведения метки [135]. Активность оксидазы D-аминокислот in vivo подтверждается рядом фактов. Например, установлено, что некоторые D-аминокислоты при введении их с пищей вместо соответствующих L-аминокислот обеспечивают рост животных (стр. 135) и что после приема внутрь некоторых рацемических аминокислот с мочой выводятся соответствующие а-кетокислоты [136, 137].

Оксидазы D-аминокислот найдены у ряда плесеней и бактерий; субстратами этих ферментов могут служить встречающиеся в некоторых микроорганизмах D-аминокислоты. Активные препараты оксидазы D-аминокислот были получены из Neurospora crassa, Aspergillus niger, Penicillium chrysogenutn, Penicillium roqueforti, а также из различных штаммов Proteus, Escherichia coli и Pseudomonas [122, 138—141]. Обнаружено существование особой оксидазы D-аспарагиновой кислоты [142, 143]. Этот фермент найден в печени и почках кролика; в качестве кофермента он содержит флавинадениндинуклеотид (ФАД). Действие его аналогично действию оксидазы D-аминокислот. В неочищенных препаратах оксидазы D-аминокислот, полученных из почек свиньи, может присутствовать оксидаза D-аспарагиновой кислоты; однако этот последний фермент инактивируется значительно легче. Препараты оксидазы D-аспарагиновой кислоты окисляют также D-глутаминовую кислоту, хотя и значительно медленнее, чем аспарагиновую кислоту. Высказывалось мнение о существовании особой оксидазы D-глутаминовой кислоты, однако четкое разделение оксидаз D-аспарагиновой и D-глутаминовой кислот осуществить не удалось.

Оксидаза D-глутаминовой кислоты найдена в печени некоторых головоногих, в том числе у осьминога [125, 144]. Этот фермент отличается от оксидазы, окисляющей другие D-аминокислоты, и также проявляет некоторую активность по отношению к D-аспарагиновой кислоте.