Реакции Стикленда
Ряд аминокислот может подвергаться сбраживанию клостридиями только парами. Механизм процесса был расшифрован Л.Стиклендом (L.Stickland) в 1934 г., показавшим, что при этом происходит сопряженное окисление- восстановление пары аминокислот, одна из которых окисляется, другая - восстанавливается. Такой тип сбраживания аминокислот получил название реакции Стикленда. Окисляемыми аминокислотами, т.е. донорами электронов, служат аспарагин, аланин, валин, серии, гистидин и др. Восстанавливаемые аминокислоты - глицин, пролин, орнитин, аргинин и др.
Наиболее обстоятельно изучен процесс сопряженного сбраживания аланина и глицина, которые, как правило, поодиночке большинством клостридиев не используются. Первым этапом превращений аланина является его окислительное дезаминирование, приводящее к образованию соответствующей альфа-кетокислоты, в данном случае пирувата:
СН3-CHNH2-СООН + НАД+ + Н2О приводит к
СН3-СО-СООН + NH3 + НАД*Н2, где
СН3-CHNH2-СООН - аланин, а
СН3-СО-СООН - пируват.
Пировиноградная кислота затем подвергается окислительному декарбоксилированию в реакции, катализируемой пируват: ферредоксин- оксидоредуктазой, приводящей в конечном итоге к синтезу молекулы АТФ и ацетата. На двух этапах окислительного преобразования аланина возникают восстановленные переносчики, которые используются для восстановления второй аминокислоты - глицина. Восстановительное дезаминирование глицина до ацетата - довольно сложная реакция. Катализирующая ее ферментная система связана с мембраной и состоит из нескольких белков, включая белок, содержащий селен:
CH2NH2-COOH + НАД*Н2 приводит к СН3-СООН + NH3 + НАД+, где
CH2NH2-COOH - глицин, СН3-СООН - ацетат.
В целом сопряженные окислительно-восстановительные превращения аланина и глицина могут быть выражены следующим образом:
аланин + 2Н2О приводит к ацетат + NH3 + СО2 + 4Н;
2 глицин + 4Н приводит к 2 ацетат + 2NH3.
Получение энергии при сбраживании этой пары аминокислот связано с окислением аланина и соответствует 1 молекуле АТФ на молекулу окисленного аланина.
