в гемоглобине, присутствует также в пероксидазах и каталазе, но на химию этого активного центра сильное влияние оказывает белок. Очень сильно меняется сродство к Ог, а у ферригемсодержащих белков возникают новые виды каталитической активности.

Механизм действия каталаз и пероксидаз еще во многом неясен, однако особенно большое внимание привлекло образование в присутствии субстратов целого ряда промежуточных форм, поразительно отличай* щихся по окраске [25а]. Когда к раствору пероксидазы ДОБАВЛЯЮТ небольшой избыток Н202, темно-коричневый фермент сначала становится оливково-зеленым (соединение I), а затем по мере образования соединения II — бледно-алым. Соединение II медленно реагирует с субстратом АН2 (или с другой молекулой Н202) с регенерацией исходной формы фермента. В уравнении (10-6) эта последовательность реакций представлена верхней горизонтальной линией стрелок:

От АН2илиН202

Н202 1 е~ 1 е~

Е—Fe(III) ^ I —II ^ >Е — Fe(III)

! / \ /

I / \нго2 /

E_Fe(H)—Y I (10.Б)

44 -7 * Е—Fe(II)02

Ог Оксипероксидаза

Титрование показывает, что соединение I превращается в соединение 1Г одноэлектронным восстановлением, а соединение II превращается в свободную пероксидазу другим одноэлектронным восстановлением (например, с использованием ферроцианида). Таким образом, железо в соединении I может быть формально представлено как Fe(V), а в соединении II —как Fe(IV). Однако это мало что нам говорит о судьбе НгОг-в реакции с ферментом, когда образуются соединения I и II. Присутствуют ли атомы кислорода Н2О2 в соединениях I и II или иет? По этому поводу развернулись горячие дебаты, но окончательный ответ так и неполучен. Рассмотрим, однако, следующие данные. Фермент в Fe(III)-форме, как уже упоминалось ранее, может быть восстановлен в форму Fe(II). Когда Fe(II)-фермент реагирует с Н2О2, он, вероятно, превращается в соединение II, из чего можно заключить, что последнее представляет собой Fe(II)-комплекс с перекисным анионом [26—28]:

Е—Fe+ (II)—ООН

Ясно, что в этом комплексе железо находится в низкоспиновом состоянии. Тем не менее исследователи предпочитают рассматривать соединение II как комплекс феррильного железа, который может образоваться из предыдущей структуры присоединением протона и удалением воды:

Е—Fe3+ (IV) О.

Присоединение Н202, по-видимому, превращает соединение II в соединение III, которое, согласно существующим представлениям, идентично оксипероксидазе. Последняя образуется в результате присоединения 02 к ферроформе свободного фермента [уравнение (10-6)] Н202, участвующая в превращении соединения II в оксипероксидазу, по-видимому, восстанавливается, образуя две молекулы воды.

Если неясна структура соединения II, то это еще в большей степени относится к соединению I. Первоначально считали, что оно представляет собой комплекс Fe(III) с Н202 или ее анионом. Однако подобная структура плохо согласуется с наблюдаемыми магнитными и спектральными свойствами. Было много рассуждений по поводу локализации атомов кислорода, входящих в состав связанной перекиси водорода. Мы познакомим читателя с некоторыми деталями, которые следует учитывать в ходе размышлений над этой проблемой. В уравнении (10-5) Н202 можно заменить на ROOH — органическую перекись; превращение формы I в II и дальнейшее превращение в свободный фермент могут быть осуществлены с помощью одноэлектронного донора, в частности с помощью К21гВге. Если донором электрона служит субстрат АН2, то продуктом превращения соединения I в соединение II будет свободный радикал АН». Этот свободный радикал может отдать еще один электрон, требуемый для образования свободного фермента; может быть использована вторая молекула АН2, тогда образуются два радикала АН*. Последние могут превратиться в А и АН2.

Хлорпероксидаза [29], выделяемая из плесневого гриба Caldarlo-rnyces fumago, осуществляет реакцию хлорирования органических соединений, используя Н202 и С1^ [уравнение (10-7)].

С1

Присоединение хлора сопровождается кратковременным образованием переходного соединения железа, спектрально неотличимого от соединения I. Для него была предложена структура Fe—ОС1 [29]. Белок имеет молекулярный вес ~ 42 ООО; он был выделен в низкоспиновом ферри-состоянии. Восстановленный феррофермент является высокоспиновой формой; спектроскопически он почти идентичен цитохрому Р-450 (разд. Ж,2,е) [29, 30]. Лактопероксндаза молока в присутствии I- и Н202 катализирует совершенно аналогичную реакцию иодирования в белках остатков тирозина и гистидина. Широко используется метод введения изотопов 1251~ и |8Ч- в белкн на экспонированных поверхностях мембран [31].

Миелопероксидаза полиморфноядерных лейкоцитов (гл. 1, разд. Д,2, б) использует Н2Ог н ион галоида для атаки фагоцитированных бактерий [32, 33]. Фагоцитоз индуцирует усиление дыхания лейкоцитов и выработку Нг02, частично осуществляемую мембраносвязанной NADPH-оксидазой. Некоторая часть Н202 используется миелопероксидазой для атаки бактерий; по-видимому, это происх