Механизм действия пероксидаз еще во многом неясен. При его изучении особенно большое внимание уделяется различным окислительно-восстановительным состояниям фермента, которых может быть не менее пяти: Fe2+, Fe3+, комплексы I—III.

Не вдаваясь в подробности электронной структуры комплекса I, которая детально рассмотрена в работах отметим, что он содержит два окислительных эквивалента. Один из них локализован на ионе железа, а другой — на порфириновом кольце гемопротеина.

Комплекс I неустойчив и легко превращается в соединение красного цвета с максимумом поглощения при 417, 530 и 561 нм. Это так называемый комплекс И. Титрование показывает, что комплекс I превращается в комплекс II одноэлектронным восстановлением.

Избыток Н202 приводит к образованию комплекса III, обладающим максимумом поглощения при 417, 545 и 583 нм. По своим свойствам и действию он аналогичен оксипероксидазе и по спектральным характеристикам напоминает оксимиоглобин и оксигемоглобин. Однако предполагается, что кислород в комплексе III более активирован, чем в названных гемопротеинах.

Пероксидаза катализирует незначительное число реакций окисления ксенобиотиков, в том числе и лекарственных средств. Это могут быть реакции окисления аминов, фенолов, периодирования, переалкилирования.

Единого механизма реакций окисления ксенобиотиков пероксидазой не существует. По-видимому, окисляющими агентами здесь выступают комплексы I и И. Предполагается, что в процессе окисления ксенобиотиков происходит образование тройного комплекса (перекись водорода—пероксидаза—субстрат).

Отмечено, что как и в случае CYP при окислении фенилгидразина пероксидазой в качестве продукта реакции образуется фенильный радикал, алкилирующий гем.
Значительную роль в клетке играет и глутатионпероксидаза, эффективная при низких концентрациях перекиси водорода. Этот фермент также катализирует процессы с участием гидроперекисей липидов, что особенно важно в реакциях соокисления лекарств.

Катализ лекарственных препаратов

Для каталазы характерны два вида каталитической активности (каталазный и пероксидазный), поэтому фермент приспособлен для разложения Н202 в условиях высокой и низкой стационарной концентрации перекиси водорода. Каталазная реакция фермента заключается в диспропорционировании Н202:
Н202 + Н202 -> 02 + 2Н20

Реакция разложения перекиси водорода на кислород и воду с участием каталазы — высокоэффективный процесс (k=10 м*с ). Для пероксидазной реакции каталазы этот показатель составляет 103м~1-с~1.

В настоящее время есть основания считать, что фермент катализирует не только разложение перекиси водорода, но и участвует в более сложных процессах. Например, каталаза в пероксидазных реакциях обеспечивает окисление метанола, этанола и других спиртов: R—СН2ОН + Н202 —> R—СНО + 2Н20. Реакция зависит от скорости образования перекиси водорода, концентраций каталазы и спирта. Субстратная специфичность каталазы отличается от алкогольдегидрогеназы. Первый фермент окисляет с возрастающими скоростями этанол, пропанол и бутанол. Второй окисляет метанол и этанол с одинаковыми скоростями. Однако его активность уменьшается, когда субстратами служат высшие спирты.

Косубстратами каталазы также могут быть и другие ксенобиотики (нитриты, формиат, фенолы), по-видимому, такие природные соединения, как тиреоидные гормоны и простагландины.

Каталаза относится к наиболее распространенным ферментам, так как содержится в различных органах и тканях экспериментальных животных. Однако наибольшее его количество сосредоточено в печени и эритроцитах. Фермент локализован в митохондриях и пероксисомах.

- Читать далее "Каталазы клеток. Функции каталаз клеток"