химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

0-химотрипсина дало отрицательные результаты.

В основе механизма, показанного на рис. 6.3, лежит уникальная способность имидазола выступать одновременно в роли

.донора и акцептора протона. Эффективность этого катализатора еще более усиливается благодаря согласованно протекающим луклеофильной атаке и процессам переноса протона. В то же время все переходные состояния являются электронейтральными, что подтверждается экспериментальными данными, согласно которым реакция нечувствительна к изменениям ионной силы и диэлектрической проницаемости. Наконец, механизм характеризуется высокой степенью симметрии; сериновый нуклеофил и уходящий спиртовой или аминный фрагмент, участвующие в стадии ацилирования, с точки зрения механизма эквивалентны воде (нуклеофил) и серину (уходящая группа) на стадии деацилирования.

$А. Ферментативный перенос протона: сульфгидрильные протеазы

Механизм действия сульфгидрильных протеаз—папаина, фщина и бромелаина — принципиально аналогичен изображенному на рис. 6.3. В роли акцептора ацильной группы здесь выступает сульфгидрильная группа входящего в состав активного центра остатка цистеина. Об этом свидетельствуют данные, полученные при изучении действия химических ингибиторов и рН-зависимости каталитической реакции (группа с рКа 8,4 появляется на стадии ацилирования, а не на стадии деацилирования), а также тот факт, что методами спектроскопии в ацил-ферменте была обнаружена сложная тиоэфирная связь. При замене воды на оксид дейтерия катализируемые папаином реакции лроявляют значительный кинетический изотопный эффект; следовательно, лимитирующей стадией является перенос протона. О химической природе группы, выступающей в роли общего основного катализатора, мы уже говорили выше. Поскольку сложные тиоэфиры легче взаимодействуют с аминами, чем с кислородными сложными эфирами, папаин является лучшим катализатором реакции транспептидации по сравнению с химотрип-?сином.

•6.5. Ферментативный перенос протона: декарбоксилазы

Ферментативный перенос протона с участием атомов азота :мы рассмотрим на примере ацетоацетатдекарбоксилазы, входящей в многочисленную группу ферментов, механизм действия которых включает образование в качестве промежуточного соединения основания Шиффа (имина). Ацетоацетатдекарбоксила

за из Clostridium acetobutylicum катализирует реакцию образования ацетона из ацетоуксусной кислоты. Результаты химического изучения и кинетического анализа свидетельствуют о том, что активную роль в функционировании активного центра этого» фермента играет е-аминогруппа лизина. Путем восстановления борогидридом в присутствии субстрата было зафиксировано*

ААД-Ш3+

ААД—N=C—СН2С02"

н+

СН3

ААД—N+H=CCH2C02к

ААД—N+H2C=CH2 ^

ААД

СН, —NHC = сн2 + со,

сня

К:

СН3

ААД—N=CCH3 *=rr± ААД—N+H=CCH3

Н+

н2о

ААД—NH2 + СН3СОСН3 Рис. 6.4. Механизм действия ацетоацетатдекарбоксилазы (ААД)

промежуточное соединение, представляющее собой образованное ацетоном основание Шиффа. После кислотного гидролиза фермента, обработанного радиоактивным 3-14С-ацетоацетатомг из гидролизата был выделен содержащий радиоактивную метку пептид, в состав которого входит №-изопропиллизин. Фермент также катализирует дедейтерирование ацетона-de в воде и обмен карбонильного атома кислорода между ацетоном или аце-тоацетатом и водой. Судя по колоколообразной рН-зависимоега скорости ферментативной реакции, в катализе принимают участие основание с рКа 5,5 и кислота с рКа 6,5. Было установлено, что основание представляет собой е-аминогруппу лизина, выступающую в роли нуклеофила при образовании основания Шиффа, а кислота с рКа 6,5 действует как общий кислотный катализатор протонирования енаминового промежуточного соединения. Все эти данные согласуются с механизмом, представленным на рис. 6.4.

Оксалоацетатдекарбоксилаза {10] из Micrococcus lysodewti-cus катализирует декарбоксилирование оксалоацетата ((З-кето-кислота). Реакция протекает с той же стехиометрией, что и в случае ацетоацетатдекарбоксилазы [8]. Однако для проявления ферментативной активности оксалоацетатдекарбоксилазе необходим ион Мп2+. Кроме того, этот фермент нечувствителен к действию •борогидрида натрия. Такое различие в механизмах аналогично иаблюдаемому при ферментативной альдольной конденсации, где в случае ферментов I класса реакция протекает через образование основания Шиффа, а ферменты II класса требуют присутствия ионов металлов. Оксалоацетатдекарбоксилаза из трески катализирует также восстановление борогидридом натрия пирувата, образующегося в результате ферментативной реакции, на что указывает образование D-лактата в присутствии фермента, восстановителя и ионов марганца (II). По-видимому, как восстановление, так и декарбоксилирование протекают через образование комплекса между ферментом, ионом металла и молекулой субстрата (разд. 9.2.2), в котором ион металла, оттягивая на себя электроны, стабилизирует возникающий в ходе декарбоксилирования енолят-ион:

о;со -°

Различие в механизмах гидролиза под действием химотрип-сина и карбокси

страница 55
< 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
микроавтобус 20 мест аренда
гимнастические мячи в тольятти купить
Шкаф Compass СО-24 ПРЕМИУМ
купить viega в москве

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
(24.03.2017)