Простетическая группа – это непептидный компонент сложных белков, который обеспечивает выполнение их биологических функций. Чаще всего говорят о простетических группах ферментов. Простетические группы прочно соединены с белковой частью ковалентными связями. Они могут быть веществами неорганической (ионы металлов) и органической (углеводы, витамины) природы.
Простетические группы белков
Сложные белки классифицируются в зависимости от строения простетической группы. Выделяют следующие классы сложных белков:
- Гликопротеины: истинные и протеогликаны. Простетические группы первых представлены моносахаридами, дезоксисахаридами, сиаловыми кислотами, олигосахаридами. К истинным гликопротеинам относятся все глобулины плазмы крови, иммуноглобулины, интерфероны, фибриноген, гормоны кортикотропин, гонадотропин. Простетическая группа протеогликанов представлена высокомолеклярными гетерополисахаридами – гликозаминогликанами. Примеры углеводов – гиалуроновая кислота, хондроитиновая кислота, гепарин. Углеводная часть соединяется с белковой ковалентно-гликозидной связью за счет гидроксильной группы треонина, серина или аминогруппы лизина, глутамина, аспарагина.
- Липопротеины. Простетической группой являются липиды различного состава. Белковая часть может соединяться с липидной ковалентными связями, тогда формируются нерастворимые липопротеины, выполняющие в основном структурные функции; и нековалентными связями, тогда образуются растворимые липиды, выполняющие в основном транспортные функции. Белки (апопротеины) растворимых липопротеинов формируют поверхностный гидрофильный слой, липиды – гидрофобное ядро, в котором находятся транспортируемые вещества липидной природы. К растворимым липопротеинам относятся все липопротеиновые комплексы, которые представляют собой скорее конгломераты белков и липидов переменного состава.
- Фосфопротеины. Простетическая группа – это ортофосфорная кислота. Ее остаток соединяется с белковой частью сложноэфирными связями за счет гидроксогрупп серина и треонина. К фосфопротеинам относится казеин, вителлин, овальбумин.
- Металлопротеины. К ним относится более ста ферментов. Простетическая группа представлена ионом одного или нескольких разных металлов. Например, в состав трансферрина и ферритина входят ионы железа, алкогольдегидрогеназы – цинка, цитохромоксидазы – меди, протеиназ – ионы магния и калия, АТФ-азы – ионы натрия, магния, кальция и калия.
- Хромопротеины имеют окрашенную простетическую группу. У человека и высших животных представлены в основном гемопротеинами и флавопротеинами. Небелковой частью гемопротеинов является гем. Гем входит в состав гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталаз, пероксидаз. Простетической группой флавопротеинов является ФАД.
6. Нуклеопротеины. Простетическая группа – это нуклеиновые кислоты – ДНК или РНК. Белковая часть нуклеопротеинов содержит много положительно-заряженных аминокислот – лизина и аргинина, поэтому имеет основные свойства. Сами нуклеиновые кислоты обладают кислыми свойствами. Взаимодействие между белковой и небелковой частью осуществляется, таким образом, за счет ион-ионного взаимодействия. Присоединение основной белковой части к довольно «рыхлой» кислой молекуле ДНК позволяет получить компактную структуру – хроматин, которая обеспечивает хранение наследственной информации.
Простетические группы ферментов
Около 60% известных ферментов являются простыми веществами. Их активный центр сформирован только из аминокислот. В этом случае связь фермент-субстрат осуществляется за счет кислотно-основного взаимодействия. Для протекания ряда реакций в организме такого простого взаимодействия недостаточно. Тогда в реакции участвуют не только субстрат и фермент, но и другие соединения небелковой природы, которые называют кофакторами. Различают два подкласса кофакторов: коферменты и простетические группы. Первые соединены с белковой частью фермента слабыми нековалентными связями, благодаря чему могут выполнять функцию переносчиков между отдельными ферментами. Простетические группы прочно соединены ковалентными связями с апоферментом и выполняют функцию внутриферментного переносчика. Примеры простетических групп некоторых ферментов представлены в таблице.
| Таблица. Простетические группы, их источники синтеза и соответствующие ферменты | ||
| Простетическая группа | Источник синтеза | Примеры ферментов |
| FAD, FMN | Рибофлавин | Аэробные и некоторые анаэробные дегидрогеназы |
| Пиридоксальфосфат | Пиридоксин | Аминотрансферазы, декарбоксилазы |
| Тиаминпирофосфат | Тиамин | Декарбоксилазы, трансферазы |
| Биотин | Биотин | Карбоксилазы |
| Гем | Глицин, сукцинат, ферритин | Цитохромы, гемоглобины, миоглобин, каталазы, пероксидазы |
Простетические группы липидов
В этом случае простетическая группа – это нелипидная часть сложных липидов, например, фосфолипидов, гликолипидов, сульфолипидов.
