Механізми шумувань вин

Сторінка 2 з 9

Відомо, що ферменти беруть участь в каталізі біохімічних реакцій. Для здійснення своєї каталітичної активності деякі з них потребують кофакторами, яким можуть бути в залежності від випадку іон металу, міцно пов'язана простетичної група, що не віддільна від ферментного білка, або кофермент, непов'язаний з білком, він веде себе як субстрат реакції. Нижче будуть описані чотири кофактора, які відіграють важливу роль у механізмах шумувань.
Никотинамидадениндинуклеотид, або НАД. Його структура включає два нуклеотиду, пов'язаних пірофосфатной зв'язком (рис. 15.1). Протягом тривалого часу його називали ді- фосфопірідіннуклеотід, або ДПН. Він виступає як кофермент різних дегідрогеназ; фактично може фіксувати два водню за допомогою свого нікотин амідного ядра (рис. 15.2). Цей окислювально-відновний процес коротко записується так:
NAD ^ + 2Н ^ NADH 4 Н +, або простіше, але менш чітко NAD + 2Н NADH2.

Мал. 15.2. Механізм окислення-відновлення НАД.

Аденозиндифосфат, або АДФ, і аде- нозінтріфосфат, або АТФ. Ці речовини відіграють головну роль в процесах передачі енергії в біохімічних реакціях. У молекулі АТФ (рис. 15.5)

Мал. 15.6. Роль АТФ в енергообміну.

Мал. 15.3. Окислення-відновлення, що каталізує НАД.
Мал. 15.5. АТФ, або АТФ.

Мал. 15.4 Тіамінпірофосфат

Реакція окислення-відновлення, в якій перша речовина АН2 окислюється в формі А, тоді як друге В відновлюється в ВН2, схематично показана на рис. 15.3.
Тіамінпірофосфат (ТРР), або ко карбоксилаза. Складний пірофосфорна ефір тіаміну або вітамін Bi (рис. 15.4) є переносником альдегідних груп, і зокрема ацетальдегіду.
третя молекула фосфату пов'язана з попередньою так званої «енергоємної» зв'язком, т. е. розрив зв'язку з цим супроводжується вивільненням енергії; в той же час для утворення такої зв'язку необхідна зовнішня енергія. Схематично цей процес можна представити так, що хімічні реакції, при яких вивільняється енергія (екзореакціі), ведуть до утворення з АДФ і мінерального фосфату молекул АТФ, які є формою накопичення безпосередньо використовуваної енергії (рис.

1. . Ці АТФ в подальшому знову використовуються для реалізації реакцій синтезу і інших реакцій, які потребують енергії (ендореакціі), необхідної клітинам, щоб забезпечити їх життєві функції, і зокрема їх розмноження.

Кофермент А. Цей фактор (рис.

1. коротко записується як СоА- -SH; такий запис вказує на хімічну групу тіолу (SH), яка є основою всіх його властивостей. Він дає з кислотами ацілкоферменти А, в скороченою записи R-СО-S- -СоА, дуже реакційно здатні і забезпечують фіксування радикала R-СО на іншій молекулі. Він також бере участь у багатьох реакціях синтезу, зокрема в формі СНз- СО-S-СоА, або ацетилкофермента або активного ацетату, лежить в основі синтезу жирних кислот і ліпідів.

Мал. 15.7. Кофермент А.
Гліколіз включає сукупність реакцій, які дозволяють живим клітинам перетворювати цукор С6 (глюкоза і фруктоза) в пировиноградную кислоту. Ці реакції однаково успішно протікають як в Анаеробіоз (спиртове бродіння і молочнокисле бродіння), так і в аеробіозе (дихання). Зважаючи на це вони описані окремо, перш ніж приступити до розгляду явищ микробиальной біохімії, цікавлять енологів, з яких-багато викликають гліколіз.
Першим етапом є утворення складних ефірів фосфорної кислоти цукрів (глюкози або фруктози) (рис. 15.8), звичайний процес в біохімічних механізмах, який пояснюється енергетичними причинами; дійсно, молекули фосфату можуть робити з деякими органічними радикалами «зв'язку, насичені енергією», і їх передача з однієї молекули на іншу супроводжується передачею енергії відповідно до процесом, описаним для АТФ. Керуючись усталеною традицією, автори позначають у всіх формулах молекули фосфату символом Р.
Як у глюкози, так і у фруктози вихідним пунктом розриву молекули є фруктоза-1,6-дифосфат, який володіє фуранового циклом з 5 малостабільнимі ланцюгами. Розрив веде до двох ізомерних триоз: 96,5% діоксиацетонфосфат і 3,5% гліцеринового альдегідфосфата (рис. 15.9). Але лише останній бере участь в наступних реакціях, і рівновагу безперервно порушується в його користь. В кінцевому рахунку все відбувається так, як якщо б одна молекула цукру С6 перетворювалася в дві молекули гліцеринового альдегіду (див. Рис. 15.8 і 15.9).

Мал. 15.8. Освіта складних ефірів фосфорної кислоти і цукрів.

Мал. 15.9. Розрив фруктози-1,6-дифосфата на дві молекули тріозофосфата в процесі гліколізу.
Перетворення гліцерінальдегіда-3- фосфату в пировиноградную кислоту (рис. 15.10) включає окислення в гліцеринову кислоту після гідратації, изомеризацию з передачею фосфатної групи, дегідратацію спиртової функції в енолпіровіноградную кислоту.
Окислення гліцерінальдегіда-З- фосфату, з одного боку, відділення молекули фосфату від фосфоенолпіровіноградной кислоти, з іншого, є реакції, які вивільняють енергію, використану на освіту АТФ. Отже, перетворення двох молекул гліцерінальдегіда-3-фосфату, що походять з однієї молекули цукру С6, веде до утворення 4АТФ. Але початкова фосфорилирование молекули цукру С6 вимагає 2АТФ (див. Рис. 15.8). В кінцевому рахунку чистим енергетичним балансом гліколізу є утворення 2АТФ.