20.3.3. Transketolas och Transaldolas stabiliserar Karbanjoniska mellanprodukter med olika mekanismer
reaktionerna katalyseras av transketolas och transaldolas är distinkta men likartade på många sätt. En skillnad är att transketolas överför en två-kol-enhet, medan transaldolas överför en tre-kol-enhet. Var och en av dessa enheter är transient fäst vid enzymet under reaktionens gång., I transketolas är platsen för tillsats av enheten tiazolringen av det erforderliga koenzymtiaminpyrofosfatet. Transketolas är homologt mot E1-subenheten i pyruvatdehydrogenaskomplexet (avsnitt 17.1.1) och reaktionsmekanismen är likartad (figur 20.21).
figur 20.21
Transketolasmekanism. Karbanionen av tiaminpyrofosfat (TPP) angriper ketossubstratet. Klyvning av en kol-kolbindning frigör aldosprodukten och lämnar ett två-kolfragment förenat med TPP., Detta aktiverade glykoaldehyd mellanliggande attacker (mer…)
c-2-kolatomen av bunden TPP joniserar lätt för att ge en karbanion. Den negativt laddade kolatomen i denna reaktiva mellanliggande attackerar karbonylgruppen i ketossubstratet. Den resulterande tillsatsföreningen frigör aldosprodukten för att ge en aktiverad glykoaldehydenhet. Den positivt laddade kväveatomen i tiazolringen fungerar som en elektronsänka i utvecklingen av denna aktiverade mellanliggande., Karbonylgruppen av en lämplig aldosacceptor kondenserar sedan med den aktiverade glykoaldehydenheten för att bilda en ny ketos, som frigörs från enzymet.
Transaldolas överför en tre-koldihydroxiacetonenhet från en ketosdonator till en aldosacceptor. Transaldolas, i motsats till transketolas, innehåller inte en protesgrupp. Snarare bildas en Schiffbas mellan karbonylgruppen av ketossubstratet och ε-aminogruppen av en lysinrester vid enzymets aktiva plats (figur 20.22)., Denna typ av kovalent enzymsubstratmediär är som den som bildas i fruktos 1,6-bisfosfat aldolas i den glykolytiska vägen (avsnitt 16.1.3) och enzymerna är faktiskt homologa. Schiff-basen blir protonerad, bindningen mellan C-3 och C-4 delas och en Aldos släpps. Den negativa laddningen på Schiff-baskarbaniondelen stabiliseras av resonans. Den positivt laddade kväveatomen i den protonerade Schiff-basen fungerar som en elektronsänka. Schiff-base-addukten är stabil tills en lämplig Aldos blir bunden., Dihydroxiacetondelen reagerar sedan med aldosens karbonylgrupp. Ketosprodukten frigörs genom hydrolys av Schiff-basen. Kväveatomen i den protonerade Schiff-basen spelar samma roll i transaldolas som tiazolringen kväveatomen gör i transketolas. I varje enzym reagerar en grupp inom en intermediär som en karbanion i att attackera en karbonylgrupp för att bilda en ny kol-kolbindning. I varje fall stabiliseras laddningen på karbanionen genom resonans (figur 20.23).
figur 20.22
Transaldolasmekanism., Reaktionen börjar med bildandet av en Schiffbas mellan en lysinrester i transaldolas och ketossubstratet. Protonation av Schiff-basen leder till frisättning av aldosprodukten och lämnar ett trekolfragment (mer…)
figur 20.23
Karbanion intermediärer. För transketolas och transaldolas stabiliseras en karbanionmediär genom resonans. I transketolas stabiliserar TPP denna mellanliggande; i transaldolas spelar en protonerad Schiffbas denna roll.