ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТАЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ ЦИТОХРОМ С-ОКСИДАЗЫ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОДНОГО МИКРОСЕНСОРА НА ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА

Микроэлектрод-сенсор с покрытием из гексацианата железа (берлинской лазури) был использован для измерения в непрерывном режиме кинетики распада перекиси водорода, катализируемой окисленной цитохромоксидазой. При концентрации цитохромоксидазы ~1 мкМ каталазная активность фермента соответствует реакции первого порядка по перекиси вплоть до концентраций 300-400 мкМ и полностью блокируется после тепловой инактивации цитохромоксидазы. При pH 7 и комнатной температуре каталазная (или, скорее, «псевдокаталазная») активность бычьей цитохромоксидазы характеризуется константой скорости второго порядка 2 102 М-1 с-1, которая, с учетом того что ее нужно разделить на число молекул перекиси (2 или 3), исчезающих за один оборот цикла, находится в разумном соответствии с константой скорости второго порядка для Н2O2-зависимого превращения кислородных интермедиатов F1-607 → FII-580 в ходе катализа. Таким образом, каталазную активность бычьей цитохромоксидазы можно объяснить превращениями перекиси водорода в кислородредуктазном центре фермента, в результате которых образуются радикалы супероксида. Существенно большие удельные скорости распада Н2O2 наблюдаются на препаратах бактериальной цитохромоксидазы из Rhodobacter sphaeroides. Кажущаяся константа скорости второго порядка (до ~3000 М-1 с-1) в несколько раз превышает скорость связывания перекиси с окисленной оксидазой (~500 М-1 с-1) и, следовательно, не может объясняться каталитическими реакциями в a3/CuB-сайте фермента. Ускоренный распад перекиси в случае бактериальной цитохромоксидазы может быть вызван ее взаимодействием с присутствующими в среде примесями ионов переходных металлов, которые прочно удерживаются на имеющейся у фермента «полигисидиновой ручке», либо в результате реакции с ионами прочно связанного Mn2+, который в бактериальных оксидазах часто заменяет Mg2+, имеющийся у митохондриальной цитохромоксидазы.