химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

время эти реакции охарактеризованы наиболее подробно» а соответствующие им неферментативные модельные системы обеспечивают хорошую основу для обсуждения.

Имеется ряд превосходных обзоров, посвященных важнейшим аспектам процесса ферментативного переноса протона. Вопросы, касающиеся взаимодействия между кислотами и атомами углерода, рассмотрены в обзоре Роуза [6]; интересное обсуждение процессов переноса протона в биологических окислительно-восстановительных реакциях содержится в обзоре Гамильтона [7].

6.3. Ферментативный перенос протона: сериновые протеазы

Наиболее изученным ферментом семейства сериновых проте-аз является химотрипсин. Реакции гидролиза, катализируемые этим ферментом, включают по крайней мере три кинетически различимые стадии [уравнение (6.8)]. На первой стадии, протекающей с очень высокой (контролируемой диффузией) скоростью, образуется нековалентный фермент-субстратный комплекс. На второй стадии (стадии ацилирования) ацильная группа субстрата переносится на гидроксил серина, входящего в активный центр фермента, с одновременным выделением первого продукта (Pi) — аминной части амидного субстрата. Вслед за этим происходит гидролиз промежуточного ацилфермента с ре* генерацией свободного фермента и выделением карбоновой кислоты—второго продукта реакции гидролиза (Рг):

ацилирование

E + S -<—»• E-S *- Е—Ас

деацнлирование

+ Pi + Е + Р2 (6.8)

С экспериментальной точки зрения проще всего поддается

изучению стадия деацилирования, лоскольку она не сопряжена с процессом связывания. В настоящее время о механизме стадии деацилирования известно следующее:

1. Ацилфермент представляет собой сложный эфир, образованный, как было показано химическими и физическими методами, путем присоединения ацильного фрагмента молекулы субстрата к остатку Ser-195 фермента.

2. Для протекания этой реакции необходимо участие в ней основания с р/Са 7.

3. В роли такого основания выступает имидазольное кольцо остатка His-57.

4. Деацилирование представляет собой нуклеофильную реакцию. Для серии субстратов, различающихся природой заместителей в ацильной части, константа Гаммета р = + 1,6.

5. По данным кинетики метанолиза ацилфермента реакция имеет первый порядок по нуклеофилу.

6. Реагируя с ацилферментом, нуклеофил находится в прото-нированном состоянии, на что указывает характер рН-за-висимости реакции ацетил-, изопропоксифосфонил- и диме-тилфосфорилхимотрипсина с нуклеофильными агентами: изонитрозоацетоном, глицингидроксамовой и фенилацето-гидроксамовой кислотами. Для всех этих реакций рН-зави-симость описывается колоколообразной кривой, согласно которой в катализе участвуют две группы — одна с рКа 7 (общий основной катализатор), а другая с р/Са 8,9 (связывание субстрата ферментом).

7. Реакционная способность аминного и спиртового нуклеофи-лов слабо зависит от их основности.

8. На стадии деацилирования промежуточных соединений зафиксировано не было, хотя существуют косвенные указания, свидетельствующие об образовании по крайней мере одного такого соединения. Если экспериментальные доказательства образования ацилфермента получены давно [8], то данные об образовании промежуточного тетраэдрического соединения являются сравнительно новыми. Эти данные, полученные при спектроскопическом изучении катализируемой карбоксилэстеразой реакции расщепления дибензила, представлены на рис. 6.2 [9].

9. Наблюдаемый в реакции гидролиза кинетический изотопный эффект растворителя &H2O/&D2O, равный 2,5—3, связан со стадией деацилирования.

10. Согласно данным рентгеноструктурного анализа, остаток His-57 соединен водородной связью с карбоксильной группой остатка Asp-102. В то же время рН-зависимость стадии деацилирования свидетельствует о том, что в интервале значений рН от 2 до 9 скорость реакции не зависит от ионизации

какой-либо карбоксильной группы, а определяется ионизацией основания с р/С0~7.

Таким образом, переходное состояние реакции деацилиро-вания должно включать ацилсерин, непротонированный остаток имидазола, фиксированный водородной связью, и молекулу воды, выполняющую роль акцептора ацильной группы. Лимитирующая стадия переноса протона, в ходе которой протон переносится от молекулы воды (или другого нуклеофила) к имидазольному основанию, по-видимому, сопровождается одновременной нуклеофильной атакой на атом углерода ацильной группы и перемещением другого протона имидазольного остатка на ионизованную карбоксильную группу. Механизм реакции, построенный на основании всех приведенных экспериментальных данных, показан на рис. 6.3. Этот механизм предполагает образование тетраэдрического промежуточного соединения, единственными свидетельствами в пользу которого служат пока, несмотря на многочисленные усилия исследователей, только данные о взаимосвязи структуры и функции и результаты спектроскопического изучения фермента карбоксилэстеразы [9] (рис. 6.2). С другой стороны, исследование методом кислородного изотопного обмена диацилирования циннамоилкарбонил-180-химотрипсина и п-нитробензоилкарбонил-18

страница 54
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Скачать книгу "Биоорганическая химия ферментативного катализа" (2.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучение 1с зип
операция обрезание крайней плоти
курсы парикмахера с ежедневным обучением москва
шторки на автомобильные номера цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)