20.3.3. Transketolaza i Transaldolaza stabilizują półprodukty Karbanionowe za pomocą różnych mechanizmów

reakcje katalizowane przez transketolazę i transaldolazę są różne, ale podobne pod wieloma względami. Jedną z różnic jest to, że transketolaza przenosi jednostkę dwu-węglową, podczas gdy transaldolaza przenosi jednostkę trzy-węglową. Każda z tych jednostek jest przejściowo przyłączona do enzymu w trakcie reakcji., W transketolazie miejscem dodania jednostki jest pierścień tiazolowy wymaganego pirofosforanu koenzymu tiaminy. Transketolaza jest homologiczna do podjednostki E1 kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej (sekcja 17.1.1), a mechanizm reakcji jest podobny (rysunek 20.21).

rysunek 20.21

Mechanizm Transketolazy. Karbanion pirofosforanu tiaminy (TPP) atakuje substrat ketozy. Rozszczepienie wiązania węgiel-węgiel uwalnia produkt aldozy i pozostawia fragment dwóch węgla połączony z TPP., Ten aktywowany glikoaldehyd pośredni atakuje (więcej…)

atom węgla C-2 wiązanego TPP łatwo jonizuje się dając karbanion. Ujemnie naładowany atom węgla tego reaktywnego związku pośredniego atakuje grupę karbonylową substratu ketozy. Powstały związek dodawania uwalnia produkt aldozy, aby uzyskać aktywowaną jednostkę glikoaldehydu. Dodatnio naładowany atom azotu w pierścieniu tiazolowym działa jako pochłaniacz elektronów w rozwoju tego aktywowanego półproduktu., Grupa karbonylowa odpowiedniego akceptora aldozy następnie skrapla się z aktywowaną jednostką glikoaldehydu, tworząc nową ketozę, która jest uwalniana z enzymu.

Transaldolaza przenosi trójwęglową jednostkę dihydroksyacetonu z dawcy ketozy do akceptora aldozy. Transaldolaza, w przeciwieństwie do transketolazy, nie zawiera grupy protetycznej. Zamiast tego, baza Schiff powstaje między grupą karbonylową substratu ketozy a grupą ε-aminową pozostałości lizyny w miejscu aktywnym enzymu (rysunek 20.22)., Ten rodzaj pośredniego substratu enzymu kowalencyjnego jest podobny do tego, który powstaje w aldolazie 1,6-bisfosforanu fruktozy w szlaku glikolitycznym (sekcja 16.1.3) i rzeczywiście enzymy są homologiczne. Baza Schiffa staje się protonowana, wiązanie między C-3 i C-4 zostaje rozdzielone i uwalniana jest Aldoza. Ładunek ujemny na cząsteczce karbanionu Schiff-base jest stabilizowany przez rezonans. Dodatnio naładowany atom azotu protonowanej Zasady Schiffa działa jako pochłaniacz elektronów. Addukt Schiff-base jest stabilny, dopóki odpowiednia Aldoza nie zostanie związana., Cząstka dihydroksyacetonu reaguje następnie z grupą karbonylową aldozy. Produkt ketozy jest uwalniany przez hydrolizę Zasady Schiff. Atom azotu protonowanej Zasady Schiffa odgrywa taką samą rolę w transaldolazie, jak atom azotu z pierścieniem tiazolowym w transketolazie. W każdym enzymie grupa w obrębie półproduktu reaguje jak karbanion, atakując grupę karbonylową, tworząc nowe Wiązanie węgiel-węgiel. W każdym przypadku ładunek na karb jest stabilizowany przez rezonans (rysunek 20.23).

rysunek 20.22

Mechanizm Transaldolazy., Reakcja rozpoczyna się od utworzenia Zasady Schiffa pomiędzy pozostałością lizyny w transaldolazie a substratem ketozy. Protonacja bazy Schiffa prowadzi do uwolnienia produktu aldozy, pozostawiając fragment trójwęglowy (więcej…)

rysunek 20.23

półprodukty Karbanionowe. W przypadku transketolazy i transaldolazy związek pośredni karb jest stabilizowany przez rezonans. W transketolazie TPP stabilizuje ten związek pośredni; w transaldolazie rolę tę odgrywa protonowana baza Schiffa.