![]() |
|
|
Биоорганическая химия ферментативного катализа0=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 |
< 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] |
|
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.
|
|