твию свободного вращения вокруг гликозидной связи, соединяющей фрагменты глюкозы, молекулы циклоамилозы представляют собой конические образования, а не правильные ци

линдры. НА БОЛЕЕ УЗКОЙ ЧАСТИ НАХОДЯТСЯ б-сксигруппы, А НА БОЛЕЕ шярокой — 2,3-гидроксигрупны. Рентгеноструктуркыс ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЗВОЛИЛИ ОПРЕДЕЛИТЬ ДИАМЕТР НЕКОТОРЫХ олиго-сахар ид ов (ТАБЛ. 12.3).

посн,н 0

,11

>А HO-J /носи.

и поен, 1» й

РИС. 12,7, СКЕЛЕТНАЯ- МОДЕЛЬ ЦИКЛ Р-WRR:» аьпаяо--У.

и

РИС, 12.8. ВЕЩ ст-п-дя И СБОКУ НА ПРОСТРАНСТВЕННУЮ МОДЕЛЬ ЦИКЛОГЕКСЕАМИлозь».

САМАЯ ПРИМЕЧАТЕЛЬНАЯ ОСОБЕННОСТЬ ТАКИХ ЦИКЛИЧЕСКИХ оли-госахаридоз — ЭТО ИХ способ несть КООРДИНИРОВАТЬ РАЗЛИЧНЫЕМОЛЕКУЛЫ В СВОИХ ПОЛОСТЯХ [4]. КООРДИНИРОВАННЫЕ МОЛЕКУЛЫ-ГОСТИ РАЗИТЕЛЬНО ОТЛИЧАЮТСЯ ПО СВОЕЙ ПРИРОДЕ: ОТ МАЛЕНЬКИХ МОЛЕКУЛ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ ДО ОГРОМНОЙ МОЛЕКУЛЫ ацилпроваипс КОФЕРМЕНТА А. УСТОЙЧИВОСТЬ ОБРАЗУЮЩИХСЯ КОМПЛЕКСОВ ЗАВИСИТ

слишком маленький, то он пройдет сквозь полость и практически не будет связываться с циклоамилозой.

Рентгеноструктурные исследования показали, что молекула-гость действительно связывается в полости молекулы-хозяина

[8]. Однако потребовались дополнительные исследования, чтобы показать, что такая же ситуация реализуется и в растворе. Необходимая информация была получена методом ЯМР. В каждом фрагменте глюкозы метиновые протоны 3 и 5 направлены внутрь циклоамилозной полости, а метиновые протоны 2 и 4 направлены наружу. При комплексообразовании с ароматическими субстратами в спектрах ЯМР сильно сдвинуты сигналы только протонов 3 и 5, а не протонов 2 и 4. Это говорит о том, что протоны 3 и 5 расположены в магнитном поле ароматического л-электронного облака (рис. 12.9).

Сдвиг такого рода будет наблюдаться только тогда, когда ароматический субстрат действительно попадает в полость, причем в его ароматическом л-электронном облаке отсутствуют 6-метиленовые протоны циклогексаамилозы. Такая картина возможна только при частичном проникновении субстрата в полость молекулы.

Каталитическое действие циклоамилозы (С) проявляется при образовании с субстратом (S) комплекса включения. Следовательно, схему реакции можно представить в следующем виде:

ь

кат

S+C ч C-S >~ продукты (12.26)

К

Анек продукты

Эта схема в общем идентична уравнению (12.17), но содержит дополнительный некаталитический маршрут реакции (&нек). Справедливость данной схемы подтверждают следующие факты:

1. Скорость реакции не является линейной функцией концентрации циклоамилозы, а асимптотически приближается к предельному значению с ее ростом.

2. При добавлении органических субстратов происходит конкурентное ингибирование, которое является следствием конкурентного связывания в полости циклоамилозы.

3. Мономолекулярный аналог циклоамилоз — а-метилглюкозид — значительно слабее влияет на скорости реакций.

Уравнения типа (12.26) встречаются во многих ферментативных процессах. Константу скорости kKaT и константу диссоциации комплекса C-S К, которая равна отношению k-i/ku можно

определить графически методом Лайнуивера — Берка [уравнение (12.27)] при условии, что [C]0»[S]0, где [С]0 и [S]0~ начальные концентрации циклоамилозы и субстрата соответственно. ЗавИСИМОСТЬ 1/(&набл—&нек) от 1/[С]0

^набл ^нек (^кат ~~ ^нек) [С]о ^нат ~ ^нек

позволяет определить значения kKaT и К соответственно из отрезка, отсекаемого на оси ординат, и наклона. Если [SJo^fCJor то [С]о в уравнении (12.27) нужно просто заменить на [S]o. На рис. 12.10 показаны типичные зависимости, иллюстрирующие применимость уравнения (.12.27).

Реакции, катализируемые циклоамилозами и соответственно-ферментами, проявляют ряд общих кинетических закономерно30,0

26,0 22,0 18,0

14,0

Ч> що

6,0 2,0

стей. Среди них эффекты насыщения, стереоспецифический катализ, а также образование комплексов между субстратом и катализатором и описанное выше конкурентное ингибирование. Все эти факты говорят о том, что циклоамилозы могут служить неплохими моделями ферментов.

Катализируемые циклоамилозами реакции удобно разделить на две категории:

1. Реакции, которые катализируются циклоамилозами посредством образования ковалентных промежуточных комплексов (ковалентный катализ).

2. Реакции, в которых циклоамилозы предоставляют свою полость в качестве неполярных или стерически ограничивающих областей без последующего образования каких-либо ковалентных промежуточных продуктов (нековалентный катализ).

В табл. 12.4 приведены катализируемые циклоамилозами реакции и указан тип катализа. Классическим примером катализируемой циклоамилозами реакции является гидролиз нитроТаблица 12.4. Реакции, ускоряемые циклоамилозами

Реакция

Субстрат

Каталитический

эффект ^

Тип катав

лиза

Гидролиз сложных эфиров

Гидролиз амидов

Гидролиз оргаиофосфаTQB

Гидролиз карбонатов Гидролиз сульфатов Внутримолекулярная

миграция ацила Декарбоксилированне

Окисление

Эфиры фенолов

Эфиры миндальной КИСЛОТЫ

Пеиицнллииы

N-Ацилимидазолы

Ацетаиилиды

Пирофосфаты

Мет ил фо