В растениях и в клетках Е. coli на пути ассимиляторного восстановления сульфата одной из начальных стадий также служит образование аденилилсуль* фата (стадия а, рис. 14-15; см. также уравнение (10-38)]. Сульфатре-дуцирующие бактерии способны восстанавливать аденилилсульфат непосредственно в сульфит [уравнение (10-38), стадия б], но у Е. colt путь ассимиляторного восстановления проходит через образование 3'-фосфо-5'~аденилилсульфата (PAPS); функция этого соединения как «активного сульфата» уже рассматривалась в гл. 11 (разд. Б, 3), Восстановление PAPS в сульфит (рис. 14-15, стадия г) осуществляется NADPH-зависимым ферментом.

Восстановление сульфита в сульфид у Е. coli катализируется суль-фитредуктазой — крупным белком (мол. вес 670 000), в состав которого входят четыре молекулы связанного рибофлавинфосфата (FMN), четыре молекулы FAD, 20—21 атомов железа, 14—15 атомов лабильной серы и 3—4 молекулы особого гема [91]. Фермент использует NADPH в качестве восстановителя и передает электроны по собственной внутримолекулярной цепи переноса электронов на особый гем, содержащий тет-рагидропорфирин типа изобактериохлорина (в нем восстановлены соседние пиррольные кольца; рис. 14-16) [92], Этот ферментный белок, -по-видимому, имеет следующий состав: аврЧ где а —флавопротеид с мол. весом ~ 54 000, а р — гемсодержащий железо-серный белок с мол. весом 60 000 [93]. Тот же путь обнаружен у Chlorella, однако более * Существенным у этой водоросли представляется другой путь восстановления.сульфата [94]. Аденилилсульфат переносит свою сульфонильную группу на тиоловую группу переносчика [уравнение (14-37), стадия а].

0 О

II II

Аденоэин —О—Р—О—S—О"

1 II

о- О

Аденилилсульоют

Переносчик—S— S—О

II

О

Переносчик—SH

6 Fd.

6FcL

I

J

О-Ацетилсерин

Переносчик —S—S

(14-37)

Образовавшийся тиосульфонат восстанавливается под действием фер-редоксинзависимой редуктазы. Наконец, от —S—S~-rpynnbi восстановленного переносчика сульфидная группа переносится прямо в образующуюся молекулу цистеина путем реакции р-замещения, аналогичной реакции, описываемой в следующем абзаце.

Цистеин образуется из сульфида и серина вслед за апеллированием последнего путем переноса ацетильной группы ацетил-СоА (рис. 14-15, стадия е). Данная реакция представляет собой стандартную пиридок-сальфосфатзависимую реакцию fj-замещения (рис. 8-7) и катализируется цистеинсиитетазой [94а]. Сходный фермент используется клетками некоторых микроорганизмов для образования гомоцистеина путем прямого введения сульфид-иона либо в О-сукцинилгомосерин, либо в О-аце-тилгомосерин, как указано штриховыми стрелками в нижнем левом Углу рис. 14-15. Однако у Е. coli основной путь образования метионина, несомненно, проходит через цистатионин, как это отражено в уравнении (8-22) и указано сплошными стрелками на рис. 14-15 слева.

У животных важную роль играет обратный процесс — превращение метионина в цистеин. Животные неспособны к образованию цистеина путем прямого включения сульфида, и поэтому цистеин должен либо поступать с пищей в готовом виде, либо образовываться из поступающего с пищей метионина. Последний процесс протекает в ограниченных масштабах, в связи с чем дети обязательно должны получать цистеин с пищей. Стадии образования цистеина из метионина показаны на рис. 14-15 вертикальными штриховыми стрелками. Последовательность реакций начинается с превращения метионина в S-аденозилметионин и далее в гомоцистеин в результате метаболического пути, показанного на рис. 14-9 (стадии г — е). Затем гомоцистеин реагирует с серином под действием цистатионин-р-синтетазы, а цистатионин распадается на цистеин и а-кетобутират под действием «у-расщепляющего фермента», присутствующего в тканях животных (рис. 14-9, внизу слева). Типы реакций представлены на рис. 8-7. Этот путь несколько сходен с идущим в обратном направлении процессом, описываемым уравнением (8-22).

Цистеин может подвергаться катаболизму или включаться в различные процессы биосинтеза. Простое расщепление цистеина, наблюдаемое у некоторых бактерий [95], состоит в пиридоксальфосфатзави-симой реакции а,{3-элиминирования с образованием H2S, пирувата и аммиака (рис. 14-15, реакция ж; рис. 8-6, реакция б). Другой путь заключается в переаминировании с образованием (З-меркаптопирувата (рис. 14-15, стадия з). Последний может быть расщеплен восстановительным путем на пируват и сульфид. Интересная ферментативная реакция (З-замешения (с участием пиридоксальфосфата) приводит к превращению цистеина в (З-цианаланин — присутствующий в некоторых растениях фактор, вызывающий у животных латиризм (дополнение 11-Б) [96].

Количественно важный путь катаболизма цистеина у животных связан с его окислением в цистеинсульфиновую кислоту (рис. 14-15, реакция и); это процесс двукратного гидроксилирования с использованием О2, NADPH или NADH и Fe2+. Цистеинсульфиновая кислота может далее быть окислена в цистеиновую кислоту, в результате декарбоксилирования которой образуется таурин. Последний является компонентом желчн