FeS-белки

FeS-белки - белки, содержащие негемовое железо и кислотолабильную серу. Кислотолабильной она названа потому, что при кислотной обработке белка происходит ее выделение в виде H2S.

К FeS-белкам относится группа белков, участвующих в процессах электронного транспорта ( ферредоксины ), и ряд ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции. Установлено, что FeS-белки являются ключевыми в таких важных клеточных процессах, как фотосинтез , дыхание , азотфиксация, фиксация СО2 .

Отличительная особенность FeS-белков - строение их активного центра, содержащего негемовое железо, связанное нековалентными связями с кислотолабильной серой и серой, входящей в состав цистеиновых остатков пептидной цепи. Разные типы железосероцентров ( FeS-центры ) широко распространены в клетках. Простейший из них содержит один атом железа, нековалентно связанного в молекуле белка, получившего название рубредоксина , с четырьмя остатками цистеина ( рис. 58 , А).

Обнаруженный у Сlostridium pasteurianum рубредоксин имеет окислительно-восстановительный потенциал около -57 мВ и участвует в реакциях одноэлектронного переноса, в основе которого лежит переход железа: Fe++ переходит обратимо в Fe+++.

Остальные FeS-белки имеют более сложно организованные FeS-центры, в состав которых входит также неорганическая кислотолабильная сера. Известны Fe2S2-центры (содержат по два атома железа и неорганической серы), Fe3S3- и Fe4S4-центры ( рис. 58 , Б, В). FeS-белки могут содержать один или более центров в молекуле.

У большинства FeS-coдержащих ферментов помимо FeS-центров в молекуле имеются и иные кофакторы: металлы (молибден, селен), хромофорные группы (флавин, гемы, птеридины), витамины ( табл. 16 ).

Клостридии содержат ферредоксины с 1-2 центрами Fe4S4-типа и молекулярной массой 6000-7000 Да.

В зависимости от особенностей строения FeS-центров ферредоксины могут осуществлять одновременный перенос одного или двух электронов. Окислительно-восстановительный потенциал ферредоксинов находится в диапазоне от -490 до -310 мВ, однако описаны FeS-белки, окислительно- восстановительный потенциал которых высоко положителен (около +350 мВ).

Ферредоксины играют центральную роль в метаболизме клостридиев, сопрягая катаболические процессы с биосинтетическими реакциями ( рис. 59 ). Объясняется это тем, что у клостридиев (как и других облигатных анаэробов ) физиологические реакции в клетке всегда протекают при отрицательных окислительно-восстановительных потенциалах. В этих условиях FeS-белки, имеющие общий отрицательный окислительно- восстановительный потенциал, особенно пригодны для функционирования в составе ферментов и в качестве переносчиков электронов.

Ссылки: