20.3.3. Transketolase og Transaldolase stabiliserer Carbanioniske mellemprodukter ved forskellige mekanismer

reaktionerne katalyseret af transketolase og transaldolase er forskellige, men alligevel ens på mange måder. En forskel er, at transketolase overfører en to-carbon enhed, hvorimod transaldolase overfører en tre-carbon enhed. Hver af disse enheder er forbigående fastgjort til en .ymet i løbet af reaktionen., I transketolase er stedet for tilsætning af enheden Thia .olringen af det krævede Coen .ym thiaminpyrophosphat. Transketolase er homolog med E1-underenheden i pyruvatdehydrogenasekomplekset (afsnit 17.1.1), og reaktionsmekanismen er ens (figur 20.21).

Figur 20.21

Transketolase Mekanisme. Carbanion af thiaminpyrophosphat (TPP) angriber ketosesubstratet. Spaltning af en carbon-carbon-binding frigør aldose-produktet og efterlader et to-carbon-fragment forbundet med TPP., Denne aktiverede glycoaldehyd mellemliggende angreb (mere …)

C-2 carbonatomet af bundet TPP ioniserer let for at give en carbanion. Det negativt ladede carbonatom i dette reaktive mellemprodukt angriber carbonylgruppen af ketosesubstratet. Den resulterende additionsforbindelse frigiver aldoseproduktet til opnåelse af en aktiveret glycoaldehydenhed. Det positivt ladede nitrogenatom i Thia .olringen virker som en elektronvask i udviklingen af dette aktiverede mellemprodukt., Carbonylgruppen af en egnet aldoseacceptor kondenserer derefter med den aktiverede glycoaldehydenhed til dannelse af en ny ketose, der frigives fra en .ymet.Transaldolase overfører en tre-carbondihydro .yacetonenhed fra en ketosedonor til en aldoseacceptor. Transaldolase, i modsætning til transketolase, indeholder ikke en protesegruppe. Snarere dannes en Schiff-base mellem carbonylgruppen af ketosesubstratet og group-aminogruppen af en lysinrest på det aktive sted for en .ymet (figur 20.22)., Denne form for kovalent en .ym-substrat-mellemprodukt er som den, der dannes i fructose 1,6-bisphosphat aldolase i den glycolytiske vej (afsnit 16.1.3), og faktisk er en .ymerne homologe. Schiff-basen bliver protoneret, bindingen mellem C-3 og C-4 er delt, og en aldose frigives. Den negative ladning på Schiff-basen carbanion-delen stabiliseres af resonans. Det positivt ladede nitrogenatom i den protonerede Schiff-base fungerer som en elektronvask. Schiff-baseaddukten er stabil, indtil en passende aldose bliver bundet., Dihydro .yaceton-delen reagerer derefter med carbonylgruppen af aldosen. Ketoseproduktet frigives ved hydrolyse af Schiff-basen. Nitrogenatomet i den protonerede Schiff-base spiller den samme rolle i transaldolase som Thia .ol-ringen nitrogenatom gør i transketolase. I hvert en .ym reagerer en gruppe inden for et mellemprodukt som en carbanion ved at angribe en carbonylgruppe for at danne en ny carbon-carbon-binding. I hvert tilfælde stabiliseres ladningen på carbanionen ved resonans (figur 20.23).

Figur 20.22

Transaldolase Mekanisme., Reaktionen begynder med dannelsen af en Schiff-base mellem en lysinrest i transaldolase og ketosesubstratet. Protonation af Schiff-basen fører til frigivelse af aldose-produktet, hvilket efterlader et tre-carbon fragment (mere…)

Figur 20.23

Carbanion Mellemprodukter. For transketolase og transaldolase stabiliseres et carbanion-mellemprodukt ved resonans. I transketolase stabiliserer TPP dette mellemprodukt; i transaldolase spiller en protoneret Schiff-base denne rolle.