химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

еханизму переноса протона. Этот фермент, выделенный из Pseudomonas putida, катализирует реакцию эпимеризации [14], для осуществления которой не требуется присутствие кофактора.

СОГ СОI I

н—с-он -<—> НО-С—н

I I

с6н5 с6н5

В ходе этой реакции возможен дейтериевый обмен с растворителем, однако он идет с довольно низкой скоростью. При использовании в качестве субстрата о-манделата и проведении реакции в среде тритированного растворителя меченые D- и L-продукты образуются в эквимолярных количествах, что указывает на существование симметричного промежуточного соединения. Эти данные свидетельствуют об образовании промежуточного а-карбаниона, причем в роли акцептора протона выступает ферментативное основание. Лимитирующей стадией является перенос протона, поскольку первичный дейтериевый изотопный эффект достигает 5. Внутри фермент-субстратного комплекса эпимеризация идет с константой скорости порядка 103 с-1, что соответствует верхнему пределу скорости ферментативного переноса протона.

6.8. Ферментативный перенос протона: лизоцим

Лизоцим катализирует гидролиз (3(1—Н)-гликозидных связей мукополисахаридов, входящих в состав клеточных стенок некоторых микроорганизмов [ 15]. Помимо этого природного субстрата, который состоит из N-ацетилмураминовой кислоты и!М-аце-тилглюкозамина, лизоцим катализирует также гидролиз хитина (поли-Ы-ацетил-р-глюкозамина) и продуктов его разложения, а также некоторых (З-арилди-М-хитобиозидов. Подробно изучена трехмерная структура лизоцима: он представляет собой глобулярный белок, по форме отдаленно напоминающий бабочку, Одно «крыло» которой содержит значительное количество спиральных фрагментов, а другое состоит в основном из складчатых (3-структур. Активный центр расположен между «крыльями» и организован в виде щели, или впадины, способной вмещать длинноцепочечную полимерную молекулу природного субстрата.

Каталитический процесс в активном центре осуществляется, по-видимому, с участием карбоксильных групп аспарагиновой кислоты Asp-52 и глутаминовой кислоты Glu-35. Механизм действия лизоцима — фермента с наиболее изученной структурой — по-прежнему остается во многом неясным. Было предложено три: различных механизма:

1. Роль нуклеофила выполняет ближайшая к разрываемой связи N-ацетиламиногруппа субстрата, а роль донора протонов—аспарагиновая кислота.

2. Тот же, что и выше, но действие N-ацетиламиногруппы дополнительно усиливается за счет выступающей в качестве акцептора протона ионизованной карбоксильной группы глутаминовой кислоты Glu-35.

3. Роль нуклеофила выполняет ионизованная карбоксильная

группа аспарагиновой кислоты Asp-52, а роль донора протонов— карбоксильная группа глутаминовой кислоты Glu-35.

Константа скорости катализируемого лизоцимом гидролиза /г-нитрофенил-2-ацетамидо-4-0- (2-ацетамидо-2-дезокси-{3-0глюкопиранозил)-2-дезоксиглюкопиранозида в 20 раз выше, чем в

случае /г-нитрофенил-4-О- (2-ацетамидо-2-дезокси-{3-о-глюкопиранозил)-{3-0-глюкопиранозида [16], что указывает на важную

роль ацетамидной группы.

Однако результаты кинетического исследования гидролиза небольших субстратов свидетельствуют о том, что более предпочтительным является согласованный механизм с участием донора и акцептора протона или комбинированный механизм с участием донора протона и нуклеофила. Было установлено, что лизоцим способен катализировать реакцию трансгликозилиро-вания. Это свойство фермента легло в основу способа синтеза гс-нитрофенил-^-с-глюкозида и соответствующего олигомера. Поскольку лизоцим катализирует гидролиз гликозидных связей, вблизи которых ацетил аминогруппы отсутствуют, можно заключить, что анхимерное содействие со стороны N-ацетиламиногруппы не является непременным элементом механизма ферментативного расщепления гликозидных связей. Границы активного центра лизоцима точно не определены, однако ясно, что его размеры должны быть велики, поскольку фермент способен взаимодействовать с гексасахаридами, и, кроме того, кинетика реакции сильно зависит от длины сахаридного субстрата. Это означает, что лизоцим должен отличаться склонностью к образованию непродуктивных комплексов (т. е. таких фермент-субстратных комплексов, которые не приводят к образованию продуктов реакции). Особенно убедительно выглядят данные, свидетельствующие об образовании оксокарбониевого иона и участии в катализе глутаминовой кислоты Glu-35. Сохранение конфигурации аномерного центра позволяет заключить, что если оксокар-бониевый ион возникает в ходе катализа, то его пространственное строение жестко фиксируется ферментом.

6.9. Ферментативный перенос протона: стереохимия

Применение в качестве субстратов изотопно-меченных карбокислот является удобным инструментом исследования стереохимии ферментативного переноса протона. В отличие от органических реакций в ферментативных реакциях стереоспецифический перенос протона является скорее правилом, чем исключением, что обусловлено асимметричной природой поверхности белковой молекулы. В качестве примера можно привести две реакции изотоп

страница 57
< 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
курсы по созданию сайта
ремонт глушителя хонда
купить деревянный сервировочный столик на колесах
гироскутер москва попробовать

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)