Инактивация альдолазы мышц, наступающая при ацилировании SH-групп меркурибензоатом, является следствием обратимых изменений в структуре фермента. Инактивация не наступала при блокировании наиболее реакционно-способных SH-rpynn, а только возникала при наличии вяло реагирующих SH-групп. Потеря активности становится результатом конформационных изменений, наступающих после блокирования SH-фупп. Действие р-меркурибензоата, метилмеркуринитрата и иодацетамида вызывает не только подавление активности фермента, но и его распад на 4 субъединицы.
Скорость инактивации сопоставима с образованием меркаптидных связей. Так же ведет себя при действии тиоловых реагентов и глутаматдегидрогеназа (ГДГ), гексокиназа, 3-фосфоглицеринальдегидцегидрогеназа, синтетаза жирных кислот и пируваткарбоксилаза печени, многие другие ферменты.
Изменения в структуре ферментов (трансконформация) под влиянием меркаптидобразующих агентов могут приводить и к росту активности ферментов. Небольшое количество р-меркурибензоата в присутствии ионов Са2+ вызывает увеличение аденозинтрифосфатазной активности миозина в 3—4 раза. Однако повышение концентрации агента приводит к ингибиро-ванию и полному подавлению активности: малатдегидрогеназы — под действием ртути, глутаматдегидрогеназы — под действием органортутных соединений.
Одной из причин изменений в макромолекулярной структуре белков при блокировании SH-групп может быть разрыв внутримолекулярных связей, в образовании которых принимают участие SH-фуппы (их возможная роль в гидрофобных взаимодействиях), нарушается упаковка неполярных боковых цепей, аминокислотных остатков внутри молекулы белка.
Ионы серебра и ртути ускоряют гидролитическое расщепление S-S-связей в щелочной среде. Начальная скорость реакции гидролиза пропорциональна концентрации ионов серебра, т.е. роль ионов металла не сводится лишь к сдвигу равновесия в гидролитическом расщеплении связи, а ион металла присоединяется к связи с образованием комплекса, который затем гидролизуется под влиянием нуклеофильной атаки гидроксильных ионов. Конечными продуктами реакции является меркаптид и сульфоновая кислота в соотношении 1 моль дисульфида — 1,5 моля меркаптида. Дисульфидные группы стабилизируют макромолекулярную структуру белков. S-S-связи в нативных белках не реагируют с тяжелыми металлами при комнатной температуре и рН 4,0—8,0.
Дисульфидные группы восстанавливаются тиолами. В организме действует тиолдисульфидный обмен, например с глутатионом.
Глутатион представляет собой трипептид у-глутамилцистеинилглицин, который существует в восстановленной (Г-SH) и окисленной (rS-ST) формах. Его функции в клетках весьма разнообразны. Внутриклеточная концентрация 0,4—12 ммоль. Все функции глутатиона выполняются при участии SH-фуппы. Он осуществляет перенос аминокислот через клеточные мембраны. В тканях есть глутамильный цикл, ответственный за синтез глутатиона:
АТФ + глицин + цистеин + глутамат + оксипролин -> глутатион (Г-SH)
Ключевым ферментом, ответственным за синтез Г-SH в печени, является у-глутамилцистеинсинтетаза, а за его распад — у-глутамилтрансфераза. Если активность первой не изменяется с возрастом, то второй — увеличивается, что может быть одним из механизмов повышени чувствительности к тиоловым ядам у лиц пожилого возраста.
Глутатион защищает SH-фуппы внутриклеточных ферментов от окисления, блокирования тяжелыми металлами и другими ядами; участвует защите тканей от радиационных поражений, в устранении свободных радикаов и перекисей. В частности, восстановление Н202 (в меньшей степени) и перекисей липидов (в основном) катализируется селенсодержащей глутатионпероксидазой. Биологическая значимость селена в реализации каталитиеской функции ГП подтверждается, например, тем фактом, что эбселен и другие его соединения обладают ГП-активностью.
Авторы показали, что а-фенилселенилацетофенон увеличивал скорость реакции Г-SH с Н202 трет-бутилгидропероксидом, куменгидропероксидом, с гидроперекисями линолевой кислоты и дилинолеиллецитина в 7,0; 25,1; 34,1; 19,1 и 8,4 раза соответственно. Скорость реакции между Г-SH и Н202 в присутствии эбселена (50 мкмоль) возрастала в 5—6 раз. Каталитический эффект указанных соединений обусловлен окислением и образованием селеноксида, с которым взаимодействует Г-SH, образуя дисульфид. Окисленный глутатион восстанавливается под действием глутатионредуктазы в результате окисления NADPH в NADP+, восстановление которого происходит за счет глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы в реакциях пентозофосфатного цикла.
Обсуждается роль GSH в механизмах защиты нервных клеток, гепатоцитов, эритроцитов от реактивных интермедиатов кислорода, что традиционно связывают с формированием глу-татионовой антиоксидантной системы (ГАОС), в которую входят глутати-онпероксидаза, ГР и Г6ФДГ. ГАОС отличается высокой мобильностью и участвует в защитных реакциях, прежде всего в тканях головного мозга, при различных метаболических, в том числе токсических нарушениях гомеостаза.