ДЕКАРБОКСИЛАЗЫ

ДЕКАРБОКСИЛАЗЫ — ферменты класса лиаз, группы C—C-лиаз (КФ 4.1.1.); катализируют реакции декарбоксилирования, т. е. отщепления двуокиси углерода (CO₂) от карбоксильной группы аминокислот и кетокислот. Недостаточность некоторых Д. является причиной наследственной альфа-кетоацидурии, многие Д. используются в клинико-биохим. лабораториях для количественного определения аминокислот, получения биологических активных аминов и т. п.

Д. аминокислот являются сложными ферментами, состоящими из апофермента (белка) и кофермента. Для всех изученных Д. аминокислот коферментом является фосфорилирования форма витамина B₆—пиридоксаль-5'-фосфат. Препараты Д. аминокислот, инактивированные диализом или другими воздействиями, полностью восстанавливают свою активность в присутствии этого кофермента. Нативные Д. аминокислот (холоферменты) имеют максимум поглощения при 415 нм, что характерно для связанного с белком пиридоксаль-5'-фосфата. В лаборатории А. Е. Браунштейна было показано, что активность Д. цистеиновой к-ты не обнаруживается в печени Bб-авитаминозных крыс, но очень быстро появляется в ней при лечении авитаминозных животных пиридоксином. Т. о., Д. аминокислот являются пиридоксальфосфат-зависимыми ферментами. Исключение составляют гистидиндекарбоксилаза (КФ 4.1.1.22) некоторых бактерий и недавно обнаруженная в сердечной мышце карнитиндекарбоксилаза. По данным Снелла (E. Е. Snell) с сотрудниками (1972), в молекулегистидиндекарбоксилазы роль кофермента выполняет структурно связанный с апоферментом пируват. Д. аминокислот строго стереохимически специфичны и катализируют декарбоксилирование (см.) только L-альфа-аминокислот.

Хим. механизм действия Д. аминокислот объясняется общей теорией действия пиридоксалевых ферментов, разработанной А. Е. Браунштейном, М. М. Шемякиным и Снеллом.

В 1973 г. Пьетра (G. D. Pietra) и сотрудники описали свойства специфической орнитиндекарбоксилазы (КФ 4.1.1.17), выделенной из предстательной железы человека. Реакция, катализируемая этой Д., является лимитирующей стадией процесса биосинтеза полиаминов, содержащихся в высокой концентрации в предстательной железе человека. Активность фермента регулируется продуктом реакции — путресцином.

В предстательной железе человека обнаружен еще один специфический фермент, катализирующий декарбоксилирование S-аденозил-L-метионина — предшественника поли-аминов: образующийся продукт реакции является донором пропил-аминовой группировки, используемой вместе с путресцином при биосинтезе спермидина, являющегося предшественником спермина. Этот фермент обнаружен также у микроорганизмов.

Гейлу (E. F. Gale) удалось показать, что некоторые штаммы бактерий Е. coli, В. cadaveris, Clostridium welchii и С1, septicum содержат 5 различных строго специфичных Д., действующих на L-изомеры аргинина, орнитина, гистидина, лизина и глутаминовой к-ты с образованием соответствующих аминов. У бактерии Streptococcus faecalis найдена специфичная L-тирозинде-карбоксилаза (КФ 4.1.1.25). На свойстве некоторых бактерий специфически декарбоксилировать строго определенные аминокислоты основан разработанный Гейлом высокочувствительный способ количественного определения отдельных аминокислот.

Бактериальные Д. аминокислот находят практическое применение в биохим, лабораториях для количественного определения аминокислот, для получения аминов, обладающих биол, активностью и нашедших широкое применение в мед. практике (гистамина и др.), а также для получения D-изомеров аминокислот путем декарбоксилирования L-аминокислот в их рацемических смесях.

Снижение активности Д. аминокислот с разветвленной цепью — лейцин- и валиндекарбоксилазы

(КФ 4.1.1.14) является одной (если не главной) из причин альфа-кетоацидурии — болезни, обусловленной дефектами катаболизма лейцина (см. Декарбоксилазная недостаточность).

Библиография: см. библиогр, к статье Декарбоксилирование.

Т. Т. Березов, 3. С. Каган.