АЛКОГОЛЬДЕГИДРОГЕНАЗЫ

АЛКОГОЛЬДЕГИДРОГЕНАЗЫ — групповое название ферментов, катализирующих обратимую реакцию окисления первичных спиртов в альдегиды. Реакция протекает по следующей схеме:

Равновесие реакции сильно сдвинуто в левую сторону.

Алкогольдегидрогеназы обнаружены во многих животных и растительных тканях и у микроорганизмов. В кристаллическом виде алкогольдегидрогеназа выделена впервые из пивных дрожжей Негелейном в 1937 году. В 1948 году алкогольдегидрогеназы удалось выделить из печени лошади. Частично очищенные препараты получены из зародышей пшеницы, из микроорганизмов, печени рыб и крыс. Алкогольдегидрогеназа является индуцибельным (адаптивным) ферментом: в почках крыс, в рацион которых в течение месяца добавляли спирт, содержание алкогольдегидрогеназы повышалось.

Коферментом алкогольдегидрогеназы (см. Коферменты) является никотинамидадениндинуклеотид (НАД); в растениях найден фермент, требующий для своего действия никотинамидадешшдннуклеотидфосфат (НАДФ). Восстановленный НАД связывается с алкогольдегидрогеназой более прочно, чем окисленный.

Алкогольдегидрогеназы малоспецифичны в отношении структуры субстратов и действуют на большое число нормальных и разветвленных алифатических и ароматических (первичных и вторичных) спиртов (см.), а также карбонильных соединений. Однако алкогольдегидрогеназы стереоспецифичны в отношении переноса водорода как отнимаемого от молекулы спирта, так и — присоединяемого к коферменту. Алкогольдегидрогеназа является сульфгидрильным ферментом. Количество сульфгидрильных групп (SH-групп) зависит от вида алкогольдегидрогеназ. Например, максимальное количество SH-групп в алкогольдегидрогеназе дрожжей — 36, печени — 28. Молекулярный вес алкогольдегидрогеназы дрожжей — 150000, печени — 84000. Первая состоит из 4 субъединиц и имеет 4 активных центра. Вторая — имеет 2 субъединицы и 2 независимых друг от друга активных центра. Каждый из них имеет в своем составе молекулу НАД и ион цинка; последний может быть замещен на кадмий. Удаление иона металла сопровождается потерей ферментативной активности. В состав активного центра алкогольдегидрогеназы входят остатки лизина и цистеина. рН-оптимум алкогольдегидрогеназной реакции — около 8,0. Изоэлектрическая точка алкогольдегидрогеназы дрожжей лежит при рН 5,4, а печени — при рН 6,8. Согласно данным спектрофотометрии алкогольдегидрогеназы печени характеризуется низким содержанием ароматических аминокислот.

Ингибиторы алкогольдегидрогеназы: ионы тяжелых металлов, и-хлормеркурибензоат, о-фенантролин (его действие конкурентно по отношению к коферменту), дитизон, мочевина, тиомочевина, азиды, цианиды, гидроксиламин (действует на алкогольдегидрогеназы печени конкурентно по отношению к субстрату), некоторые антибиотики (например, стрептомицин).

Алкогольдегидрогеназы печени довольно легко денатурируется при сильно кислых и сильно щелочных значениях рН, а также при нагревании. Кофермент оказывает стабилизирующий эффект.

Активность алкогольдегидрогеназы определяют спектрофотометрически по увеличению оптической плотности, обусловленному восстановлением НАД, при использовании в качестве окисляемого субстрата этилового спирта.

Алкогольдегидрогеназы участвует в процессе брожения, обеспечивая образование этилового спирта из уксусного альдегида. В процессе обмена фруктозы алкогольдегилрогеназы восстанавливает глицериновый альдегид, образующийся при расщеплении фруктозо-1-фосфата, в глицерин (см. Углеводный обмен). Алкогольдегидрогеназы играют важную роль в биохимических процессах, лежащих в основе зрения, — высвобождая энергию, используемую в анаэробных условиях (см. Глаз, биохимия; Зрение), а также в процессах окисления этилового спирта, попадающего в организм.

Алкогольдегидрогеназы находит практическое применение в судебной медицине как специфический реагент для определения содержания спирта в крови. Используется также в качестве аналитического реагента для количественного определения НАД (окисленного и восстановленного) и в качестве вспомогательного фермента при измерении активности ряда других ферментов.

Алкогольдегидрогеназы в сыворотке крови здорового человека не найдена, однако появляется при нарушении функции и повреждении печени. Особенно много ее обнаруживается при острых гепатитах. В то же время обтурационная желтуха и цирроз печени не сопровождаются появлением алкогольдегидрогеназ в крови.

В репаративной стадии острого гепатита алкогольдегидрогеназы исчезает из крови раньше чем нормализуются показатели аминотрансфераз (см.).

См. также Ферменты.

Библиография: Диксон М. и Уэбб Э. ферменты, пер. с англ., М. , 1966; Sund H. а. Тheorell Н. Alcohol dehydroge-nases в кн.: Enzymes, ed. by P. D. Boyer a o.,’ V. 7, p. 25, N. Y. — L., 1963. bibliogr.

Г. А. Кочетов.