Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
У- УА УБ УВ УГ УД УЖ УЗ УИ УК УЛ УМ УН УП УР УС УТ УФ УЧ

Убихинон

 
Убихинон ( XLIII), широко распространенный у животных и растений, важен в процессах переноса электронов.
Убихинон передает электроны на растворимый цито-хром С, который, однако, не имеет характерного для восстановленных соединений С-типа спектра поглощения.
Убихинон может проходить циклы окисления и восстановления через промежуточную стадию семихинонов.
Убихинон 709 Уги реакция 427 Углеводный обмен 699 - 702 Углеводы 624 ел.
Убихинон: цитохром с-оксидоредуктаза катализирует окисление добавленных гомологов убихинола цитохромом с с образованием окисленного гомолога и восстановленного цитохрома с. Комплекс представляет собой липопротеидный ансамбль, содержащий цитохромы Ь, с, железо-серный белок, прочносвязанный убихинон и фосфолипиды. В литературе описаны два основных способа получения комплекса. Первый основан на фракционировании НАДН: цитохром с-оксидоре-дуктазы солями в присутствии детергентов.
Убихинон впервые был выделен Мортоном и его сотрудниками в 1955 г. из животного жира; он идентичен с коферментом Q, выделенным позднее Грином и сотрудниками.
Модель митохондрии. Убихинон, формула которого приводится ниже, имеет, по-видимому, непосредственное отношение к сопряжению окислительных процессов с фос-форилированием АДФ в АТФ.
Молекулы убихинона растворимы в липидном слое мембраны, поэтому они могут мигрировать от одной стороны мембраны к другой. Молекулы убихинона осуществляют перенос электронов от железосерных белков к другим составным частям цепи электронного транспорта митохондрий, которые называются цитохромами. Механизм такого переноса недостаточно ясен. Основными элементами цепи электронного транспорта, которую часто называют дыхательной цепью митохондрий, являются пять различных молекул цитохромов.
Постулированное расположение атомов железа ( красные кружки и атомов серы ( серые кружки в железо-серных центрах. Число атомов железа и атомов кислотолабильной серы в этих центрах всегда одинаково, но есть центры, в которых содержатся только два атома железа, и есть такие, где их четыре. Здесь представлен железо-серный центр, содержащий четыре атома железа. Атомы серы на периферии принадлежат четырем остаткам цистеина в полипептидной цепи фермента.| Убихинон, или кофермент Q. и - число изопреновых звеньев в боковой цепи ( текст. Группы, изображенные на красном фоне, участвуют в переносе атомов водорода. Обратите внимание, что при восстановлении убихинона в убихинол изменяется также и положение двойных связей в кольце. Молекулы убихинона, которые гораздо длиннее молекул фосфолипидов, присутствующих во внутренней мембране митохондрий, встречаются и в свободной форме, и в соединении с белком. Убихинон выполняет коллекторную функцию, собирая восстановительные эквиваленты не только от NADH-дегидрогеназы, но и от других флавинзависимых дегидроге-наз, находящихся в митохондриях ( см. рис. 17 - 7), в частности от сукцинатдеги-дрогеназы и ацил - СоА - дегидрогеназы, участвующей в цикле окисления жирных кислот ( гл.
Так, убихинон участвует в окислит. В-фрук-тоза и др.), терпены ( ментон, карвон), компоненты эфирных масел ( камфора, жасмон), прир.
Наиболее распространен убихинон, функционирующий в дыхательной цепи на участке между флавопротеинами и цитохромами. В отличие от остальных электронных переносчиков хиноны не связаны со специфическими белками. Небольшой фонд убихинона растворен в липидной фазе мембран.
При окислении убихинона в дыхательной цепи происходит перенос электронов на цитохром Ь, а протоны поступают в клеточную среду.
Биологическая функция убихинонов в окислительно-восстановительных реакциях зависит от обратимого восстановления соответствующего гидрохинона. Именно таково участие убихинонов в процессе переноса электронов в дыхательной цепи.

Бензохиноновое кольцо убихинона образуется из шикимата через хоризмат (3.52) и п-гидроксибензоат ( 3 54) ( рис 311) Возможно, что некоторые другие природные бензо-хиноны синтезируются из шикимата либо вышеуказанным путем через / г-гидроксибензоат, либо через гомогентизат (3.55) или даже через С6 - С3 - коричные кислоты ( гл.
Гиды от убихинонов ( Rf X 100 - 86) на силикагеле Г, используя смесь бензол - хлороформ ( 50 50) и затем убихиноны подвергают специальному анализу.
Фосфорилированное производное убихинона вступает затем во взаимодействие с АДФ с образованием АТФ и восстановленного убихинона ( убигидрохинона), который в результате реакции с цитохромом b превращается в исходный окисленный убихинон; таким образом, система убихинон - убигидрохинон может выполнять функции как промежуточного переносчика электронов и протонов, так и звена, в котором происходит аккумуляция энергии окисления в форме макроэргической фосфатной связи.
Вплоть до стадии убихинона переносу подвергаются два протона и два электрона. На последующих ступенях в цепи дыхания переносятся только электроны. Они переносятся через ряд стадий одноэлектронного переноса на кислород. В последней части цепи дыхания участвуют различные цитохромы, цитохромоксндазы, а также кислород как акцептор электронов. При окислении водорода, начиная с NADH, по цепи дыхания высвобождается около 217 кДж, что частично выделяется в виде тепла, а частично запасается в АТР. В рамках цепи дыхания осуществляется три фосфорилирования: между NADH и FAD, между цитохромом b и цитохромом с, а также между цитохромоксидазой и кислородом. На фосфорилирование трех молей ADP затрачивается 96 кДж, что соответствует примерно 45 % всей освобождающейся энергии.
Подвижные коферменты, именно убихинон и цитохром с, совершают челночные движения, отнимая электроны у одного комплекса и отдавая их другому.
Ранее полагали, что убихинон и кофермент Q10 представляют собой одно и то же соединение.
В ранних работах для убихинонов использовалась запутанная номенклатура и несколько систем нумерации. В настоящее время название убихинон предпочитают коферменту Q, а число изопреноидных звеньев обозначают прибавлением иифр 6 - 10 в суффиксе. Так, убихинон-10 характерен для человека. Из природных источников выделены два других продукта, родственных убихинону-10. Один из них, убихроменол ( 29), легко образующийся в результате циклизации убихинона-10, возможно, является артефактом. Другой представляет собой частично восстановленное производное убихинона-10, в котором двойная связь концевого изопреноидного звена насыщена.
В поддержку такой роли убихинона в дыхательном переносе электронов говорит тот факт, что лиофилизованные митохондрии после экстракции пентаном и ресуспендирования в буфере не способны осуществлять транспорт электронов.
Хорошо изучены пути синтеза убихинона из тирозина в животных клетках.
ГЖХ ряда витаминов К и убихинонов.
Среди компонентов дыхательной цепи обнаружены также убихинон ( ко-энзим Q) и белки, содержащие негемовое железо, так называемые железосер-ные белки.
Цепь переноса электронов при фотосинтезе. Электроны от фотовозбужденного Рт передаются на убихинон Q, восстанавливая его, далее на цит be, комплекс и через цит сие, возвращаются к молекуле окисленного Рт.
Икан и др. [77] исследовали содержание убихинонов в тканях маток восточного шершня, проводя предварительное отделение липидов на колонке с флоризилом.
Газо-жидкостная хроматография витаминов группы К и убихинонов.

Цитохромы располагаются в митохондриальной цепи между убихиноном и кислородом.
ММО - метанмонооксигеназа; УХ и MX - убихинон и 2-оксоглутаратдегидрогеназа.
Возможно, наиболее существенную роль играют изопренилированные молекулы убихинона и мена-хинона, которые являются дыхательными коферментами в системах переноса электронов у животных, растений и микроорганизмов, а также близкий к ним по строению хинон - пласто-хинон фотосинтетических систем переноса электронов в хлоро-пластах ( гл. Важным свойством в данном случае является легкость и обратимость восстановления хинонов через семи-хиноновый радикал до гидрохинонов.
Сукцинат: убихинон-редуктаза ( СУР) катализирует окисление сукцината убихиноном. По данным электрофореза, в полиакриламид-ном геле в присутствии додецилсульфата натрия фермент состоит из 3 - - 4 полипептидов. Да) придают сукцинатдегидрогеназе реактивность по отношению к убихинону, чувствительность к специфическим ингибиторам и, по-видимому, принимают участие в связывании фермента с мембраной. Выделение препарата СУР основано на экстракции фермента из мембраны с помощью неионного детергента тритона Х-100 и концентрировании препарата охлажденным ацетоном. Дальнейшее фракционирование сульфатом аммония и очистка на кальций-фосфатном геле позволяют получить фермент в высокоочищенном состоянии с каталитической активностью около 25 мкмоль окисленного сукцината в 1 мин на 1 мг белка.
Экк и Хребет [73] исследовали несколько содержащихся в листьях каштана убихинонов и пластохинонов, а также диме-ров последних.
Одним из компонентов дыхательной цепи митохондрий является коэнзим Q, или убихинон. Это соединение способно к редокс-превраще-ниям и присутствует в митохондриях в количествах, более чем на порядок превышающих содержание ферментов дыхательной цепи. Коэнзим Q акцептирует электроны от дегидрогеназ, локализованных во внутренней мембране митохондрий ( сукцинат - и НАДН-дегидроге-назы), и передает их комплексу III ( с. Согласно хемиосмоти-ческой гипотезе Митчела, в процессе редокс-превращений коэнзим Q осуществляет векторный перенос протонов через мембрану в так называемом Q-цикле. Реакция переноса электронов и протонов с участием коэнзима Q в комплексе III сопровождается высвобождением энергии, достаточной для синтеза одной молекулы АТФ.
Измерение активности убихинонщитохром с-оксидоредуктазьи В качестве естественных субстратов для комплекса III служат восстановленный убихинон ( убихинол) и окисленный цитохром с. Природные убихинон и убихинол, содержащие 10 изопреноидных остатков в боковой цепи, совершенно нерастворимы в воде. В связи с этим для измерения активностей ферментов, для которых убихинон служит либо-донором электронов, либо акцептором, приходится принять искусственные гомологи, или аналоги убихинона.
Раздел, посвященный хинонам, включает жидкостную хроматографию простых хинонов, антрахинонов, убихинонов и пласто-хинонов. Применительно к ним жидкостная хроматография используется главным образом для очистки и препаративного получения синтетических соединений или для выделения активных компонентов из природных веществ.
Фосфорилированное производное убихинона вступает затем во взаимодействие с АДФ с образованием АТФ и восстановленного убихинона ( убигидрохинона), который в результате реакции с цитохромом b превращается в исходный окисленный убихинон; таким образом, система убихинон - убигидрохинон может выполнять функции как промежуточного переносчика электронов и протонов, так и звена, в котором происходит аккумуляция энергии окисления в форме макроэргической фосфатной связи.
Образование антрациклинона е-пирромициноиа из поликетида. Это путь, по которому синтезируются важные, хотя и неокрашенные клеточные компоненты - убихинон, менахинон, филлохинон и пластохинон.
Образующиеся при окислении сукцината, ацил - КоА и других субстратов электроны переносятся на убихинон комплексом II или другой митохондриальной дегидрогеназой через связанный с ферментом ФАДН2 или флавопротеин. При этом окисленная форма ко-фермента Q восстанавливается в ароматический убигидрохинон.
Из культуры Bacillus sphaericus был выделен природный хинон, которому вначале была придана структура убихинона ( УХ9) [39, 108], но позднее удалось идентифицировать его как витамин К. Поскольку это соединение оказалось активным акцептором электронов при дегидрировании, следует полагать, что оно и является природным кофактором для 1 2-дегидро-геназы.
Возможности разделения методом ХТС смесей политерпенов, в особенности каротинов и каротиноидов, а также убихинонов, описаны в следующей главе.

Установлено, что мевалоновая кислота ( 41) является предшественником, участвующим в построении полипренильной боковой цепи убихинонов высших растений, млекопитающих и многих микроорганизмов. Предполагают, что полипренилпирофосфаты синтезируются независимо от ароматических ядер и на определенной стадии биосинтеза они соединяются вместе, образуя соответствующие арилполипренильные производные.
Гомологические ряды при этом закономерно разделяются, в то время как витамины Кь К2 ( зв) и убихинон ( 45) располагаются на одинаковой высоте.
Близкие к убихинонам пластохиноны, выполняющие аналогичные функции переносчиков при транспорте электронов в процессе фотосинтеза, отличаются от убихинонов алкильиыми заместителями в бензольном кольце.
Изучение механизма биогенеза стероидов, каротиноидов, каучуков, терпенов, боковых цепей витаминов К и Е, убихинонов указало на ступенчатое превращение исходного для всех этих соединений - ацетата в мевалоновую кислоту и распад ее 5-пирофосфата в пирофосфорный эфир изопентенилового спирта. Фермент изопентенил-пирофосфатизо-мераза катализирует превращение этого эфира в пирофосфат диметил-аллилового спирта. Конденсация двух пирофосфорных эфиров и последующие реакции представляют путь энзиматического образования изопреноидных соединений ( новых С-С - связей) без участия карбонильных групп.
С этих позиций представляет интерес возникновение новой точки зрения на возможный механизм биологической деятельности витаминов группы К и недавно открытых убихинонов.
Гомологические ряды при этом закономерно разделяются, в то время как витамины К4, К2 ( зО) и убихинон ( 45) располагаются на одинаковой высоте.
Схема переноса электронов в дыхательной цепи митохондрий. ФМН - простатическая группа НАД ( Ф) Н2 - дегидрогеназы; ФАД - просте-тическая группа сукцинатдегидрогеназы; УХ - убихинон; Ь, с, с, a, at - цитохромы.
Некоторые пути метаболизма фенилаланина и тирозина в организме животных. Остальные реакции декарбокси-лирования, метилирования и пренилирования ( рис. 14 - 19) сходны С реакциями, ведущими к синтезу убихинона.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11