С химической точки зрения под восстановлением соединения (при наличии соответствующей структуры) с помощью ферментов подразумевают реакции переноса водорода от донора (НАДН, НАДФ) и акцептору (субстрату). Следовательно, во многих случаях этот процесс можно назвать гидрированием и он является противоположным реакциям дегидрирования. Учитывая тот факт, что ферментам, катализирующим реакции дегидрирования субстратов характерна и обратная реакция, многие из них относятся и к редуктазам, т. е. катализирующим восстановление веществ. Так алкогольдегидрогеназа осуществляет реакцию восстановления карбонильной группы, дегидрогеназы аминокислот восстанавливают шиффовы основания, а альдегиддегидрогеназа — тиоэфиры. Еще одной особенностью ферментативного восстановления можно считать тот факт, что несколько ферментов могут катализировать одну и ту же реакцию. Перечень таких реакций представлен в монографиии один из характерных примеров заимствован нами.

Так изомеры о-, ж-, n-нитробензойной кислоты могут превращаться в соответствующие аминобензойные кислоты с помощью следующих ферментных систем: гомогенатов печени крыс, кролика, плаценты человека, микросомы печени крыс, альдегидоксидазы печени крыс, ДТ-диафоразы, ксантиноксидазы молока, микрофлоры желудочно-кишечного тракта крысы (in vitro, in vivo), суспензии анаэробных бактерий, выделенных из слепой кишки крысы. Идентифицированы также и некоторые микроорганизмы, осуществляющие этот процесс в аэробных или анаэробных условиях. Поэтому при описании процессов восстановления веществ рассматривают определенный тип реакции (например, восстановление нитрогрупп до аминопроизводного), а реакцию, катализируемую различными ферментами, называют нитроредуктазной, а отсюда активность органа или ткани также нитроредуктазной активностью.

Ароматические нитросоединения превращаются в различных органах и тканях экспериментальных животных в соответствующие амины. Ферментная активность нитроредуктаз отмечена в микросомнои и растворимой фракциях клеток и зависит от наличия в среде НАДН и НАДФН. Ферментная система малоспецифична по отношению к субстрату, ингибируется кислородом и активируется флавиновыми ферментами.

Следовательно, в клетке имеются нитроредуктазы цитозольные и мембранносвязанные, т. е. локализованные в эндоплазматическом ретикулуме. К цитозольным, как уже указывалось ранее, относятся ксантиноксидаза и альдегидоксидаза.

Ксантиноксидаза катализирует восстановление нитрогруппы производных нитрофурана, 5-нитротиадизола, 2,4-динитрофенола, 2,4,6-тринитрофенола, но не восстанавливает n-нитрофенол, n-нитробензоат и хлорамфеникол. При восстановлении большинства соединений образуются соответствующие гидроксиламины, однако при восстановлении 2,4-динитрофенола — 2,4-диаминофенол.

Нитровосстановление ксантиноксидазой проходит в анаэробных условиях, является СО-нечувствительным, зависит от гипоксантина, НАДН, НАДФН, ингибируется аллопуринолом, аденином, азогуанидином и азоксантином. Оптимальным значением рН для НАДФН-зависимой ксантиноксидазы является 8,1, а для НАДН-зависимой — 7,0.

Восстановление ароматических нитросоединений этим ферментом зависит от электронных свойств и положения заместителя, при этом наблюдается корреляция а-констант Гаммета n-заместителя. В связи с чем скорости нитровосстановления субстратов были выше для электроноакцепторных заместителей. Следует также отметить, что о-, ж-, дг-изомеры нитросоединений восстанавливаются со скоростями, большими для n-изомеров в случае электроноакцепторных заместителей и м-изомеров для электронодонорных. Во всех случаях о-замещенные нитробензолы восстанавливаются с меньшими скоростями, вероятно из-за стерических факторов.

- Читать далее "Выбор ксантиноксидазы. ДТ-диафораза организма"