химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

0=P-NR4 HOP02F"

| -CH3CO~2 ]

о- "О

7.2.6. Имидазол как катализатор

Третичный амин, имидазол, нашел разнообразное применение как нуклеофильный катализатор благодаря следующим особенностям:

1. Имидазол — это фрагмент боковой цепи аминокислотного остатка гистидина, входящего в состав практически всех ферментов.

2. Величина рКа этого нуклеофила равна 7,0, и поэтому он может функционировать в нейтральных средах и как основание,

и как нуклеофил.

3. Первичные продукты нуклеофильной атаки имидазола на

ацил- и фосфорилпроизводные, а именно ацил- и фосфорилимидазолы, обладают достаточно высокой лабильностью.

Имидазол катализирует многие реакции производных карбоновых кислот .[12]. Наглядным примером, иллюстрирующим закономерности катализа имидазолом, служит гидролиз я-нитрофенилацетата. Когда концентрация субстрата существенно превысит концентрацию катализатора, скорость каталитического

процесса зависит от концентрации неионизованной формы нуклеофила. Соответствующие эксперименты с использоваиием избытка имидазола также согласуются с этим выводом. Более того, спектральными методами удается зафиксировать образование и распад промежуточного лабильного соединения. Этот продукт был выделен в индивидуальном виде при проведении реако

ObCN^N

н"

сНзСо^О^о, + IQFFL - снзсн^нн- (?т

О

он

О

CHjCOH + N^NH

О

ции в неводной среде и охарактеризован как N-ацетилимида-зол. Если учесть, что кинетика всего процесса согласуется с образованием и распадом N-ацетилимидазола, то механизм этой катализируемой нуклеофилом реакции можно представить схемой (7Л8), причем скоростьлимитирующей обычно является первая стадия [12].

Катализ имидазолом обязан сочетанию свойств хорошего-нуклеофила и лабильного промежуточного продукта. Нуклеофильность имидазола по отношению к я-нитрофенилацетату в 105 раз выше нуклеофильности ацетат-иона. Однако отношение скоростей гидролиза N-ацетилимидазола и уксусного ангидрида, продуктов нуклеофильной атаки соответствующих агентов на субстрат, составляет примерно 0,1. Таким образом, вновь выполняются условия эффективного катализа нуклеофилом — высокая активность катализатора и лабильность промежуточного продукта.

Причина одновременного проявления этих двух свойств кроется в уникальной природе промежуточного продукта, подвергающегося нуклеофильной атаке со стороны нейтрального нуклеофила, например воды. Механизм этой атаки включает незатрудненное протонирование N-ацилимидазола (р/Са~5), ведущее к частицам типа ацилтриалкиламмониевого иона, которые чрезвычайно лабильны к действию нуклеофилов. Неустойчивость N-ацилимидазолов по отношению к нуклеофилам легко объяснить, если рассматривать эти соединения как азотные аналоги ангидридов.

Как показано в табл. 7.3, гидролиз /z-нитрофенилацетата катализируют многие другие производные имидазола и гистидина: N-метилимидазол, бензимидазол и его производные, а также содержащие гистидин пептиды. Так как катализ N-метилимидазо-лом столь же эффективен, как и катализ самим имидазолом, то образование нейтрального N-ацилимидазола не представляется необходимым. Как и при катализе производными пиридина, каталитические константы скорости для стерически близких ими-дазолов зависят от рКа катализатора. Следовательно, при анализе эффективности катализа производными имидазола в первую очередь следует обращать внимание на их относительную основность.

Несомненный интерес представляют попытки создания новых синтетических полипептидных катализаторов гидролиза /г-нитрофенилацетата, обладающих более высокой активностью, чем имидазол [13]. Суммированные в табл. 7.3 данные показывают, что эта проблема еще далека от своего окончательного решения. Наиболее эффективным пока остается полипептид ь-серил-у-аминобутирил- L -гистидил-у-аминобутирил- L-аспараги-новая кислота, который в семь раз активнее имидазола по отКатализатор

Имидазолы

имидазол

2-метил имидазол

4-метил имидазол

N-метилимидазол

4-бромнмидазол

4-гидроксиметилимидазол

4-нитроимидазол Гистидины

гистидин

N-ацетилгистидин

метиловый эфир гистидина

метиловый- эфир М-бензоил-Ь-гистидина

1 -метилгистидин

(5-аспартилгистидин

гистидилгистидин

гистамин

карнозин

ансерин

карбобензокси-Ь-гистидил-Ь-тирозин этиловый эфир

сополимер аланина с гистидином (8". 1) поли-Ь-гистидин бацитрацин Gly-L-His-L-Ser сополимер L-His-L-Ser L-Ser-L-His-L-Asp L-Thr-L-Ala-L-Ser-L-His-L-Asp L-Ser'7-NH2Bu-L-His-7-NH2Bu-L-Asp цикло L-Gly-L-His-L-Ser-Gly-L-His-L-Ser сополимер L-His-L-Asp сополимер L-His-L-Lys сополимер L-His-L-Gln Бензимидазолы бензимидазол 2-метилбензимидазол 6-аминобензимидазол 6-нитробензимидазол 4-гидроксибензимидазол 4-метоксибензимидазол 4-гидрокси-6-нитробензимидазол 4-гидрокси-6-аминобензимидазол 2-метнл-4-гидрокси-б-нитробензимидазол 2-метил-4-гидрокси-6-аминобензимидазол 4- (2',4' -дигидроксифенил) имидазол6,0

<20 15

9,7 45 92 [47

76 -~6w6

0,96

0,0375

2,95

4,8

2,8

0,31

3,75

6,15

1,1 1.5

9,4

Из работы: Bender М. L., Chem. Rev., 60

страница 63
< 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
прокат ноутбуков в москве
изготовление выдвижных металлических ящиков на заказ
купить agb недорого
сервопривод клапана пе 1 lf230-s-1 belimo 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
(18.10.2017)