20.3.3. A transzketoláz és a Transzaldoláz különböző mechanizmusokkal stabilizálja a Karbanion intermediereket

a transzketoláz és a transzaldoláz által katalizált reakciók különböző, mégis sok szempontból hasonlóak. Az egyik különbség az, hogy a transzketoláz kétszénes egységet szállít, míg a transzaldoláz háromszénes egységet. Ezen egységek mindegyike átmenetileg kapcsolódik az enzimhez a reakció során., A transzketolázban az egység hozzáadásának helye a szükséges koenzim tiamin-pirofoszfát tiazolgyűrűje. A transzketoláz homológ a piruvát-dehidrogenáz komplex E1 alegységéhez (17.1.1. szakasz), és a reakciómechanizmus hasonló (20.21.ábra).

20.21

Transzketoláz mechanizmus. A tiamin-pirofoszfát (TPP) karbanionja megtámadja a ketóz szubsztrátot. A szén-szén kötés hasítása felszabadítja az aldózterméket, és a TPP-hez csatlakozó kétszénes fragmentumot hagy maga után., Ez aktivált glikoaldehid közbenső támadások (több…)

a kötött TPP C-2 szénatomja könnyen ionizálódik, hogy karbanionot adjon. Ennek a reaktív köztiterméknek a negatív töltésű szénatomja megtámadja a ketóz szubsztrát karbonilcsoportját. Az így kapott addíciós vegyület felszabadítja az aldózterméket, hogy aktivált glikoaldehid egységet hozzon létre. A tiazol gyűrűben lévő pozitív töltésű nitrogénatom elektronmosóként működik az aktivált köztes folyamatban., A megfelelő aldóz-akceptor karbonilcsoportja ezután kondenzálódik az aktivált glikoaldehid egységgel, hogy új ketózt képezzen, amely felszabadul az enzimből.

A Transzaldoláz egy három szén-dihidroxi-aceton egységet egy ketóz donorból egy aldóz-akceptorba szállít. A transzaldoláz, ellentétben a transzketolázzal, nem tartalmaz protetikai csoportot. A ketóz szubsztrát karbonilcsoportja és egy lizinmaradék ε-aminocsoportja között az enzim aktív helyén Schiff-bázis alakul ki (20.22. ábra)., Ez a fajta kovalens enzim-szubsztrát intermedier hasonló a fruktóz 1,6-biszfoszfát aldolázban a glikolitikus úton (16.1.3 pont), sőt, az enzimek homológak. A Schiff-bázis protonált lesz, a C-3 és C-4 közötti kötés feloszlik, és egy aldóz szabadul fel. A Schiff-bázis karbanion-rész negatív töltését rezonancia stabilizálja. A protonált Schiff-bázis pozitív töltésű nitrogénatomja elektronmosóként működik. A Schiff-base melléktermék stabil, amíg egy megfelelő aldóz megkötődik., A dihidroxi-aceton-rész ezután reagál az aldóz karbonilcsoportjával. A ketóz terméket a Schiff bázis hidrolízisével szabadítják fel. A protonált Schiff-bázis nitrogénatomja ugyanolyan szerepet játszik a transzaldolázban, mint a tiazol-gyűrűs nitrogénatom a transzketolázban. Minden egyes enzimben egy közbenső csoport úgy reagál, mint egy karbanion, amikor megtámad egy karbonilcsoportot, hogy új szén-szén kötést hozzon létre. Minden esetben a karbanion töltését rezonancia stabilizálja (20.23 ábra).

20.22

Transzaldoláz mechanizmus., A reakció a transzaldolázban lévő lizinmaradék és a ketóz szubsztrát között Schiff-bázis kialakulásával kezdődik. A Schiff-bázis protonációja az aldóz termék felszabadulásához vezet, három szén-fragmentumot hagyva (több…)

20.23

Carbanion intermedierek. A transzketoláz és a transzaldoláz esetében a karbanion intermedier rezonanciával stabilizálódik. A transzketolázban a TPP stabilizálja ezt a közbenső értéket; a transzaldolázban egy protonált Schiff bázis játszik szerepet.