химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

il пиру ват

ион тиазолия

Н,С

СО,со2

>

НО

н3с

н,с

но

I

Nактивный impt/eam ВН

активный ацеталъдегид \\ СН3СНО

Nн3с/ чн

вн* || в

снз-сн+ J J

s

хцеталъ дегид

HO

X *

Н3С ХСН - Q> ЧСН3

в 11

Nнох и г7'

Н3С сн

но ЧСН3

(7 26)

ВН

в

о он

л 11 !

_ [Г J] + СНз-С-С—СН3

н

ион тиазолия ацилоин

ацртальдееидя

[схема (7.25)], достаточно просто представить себе механизм ацилоиновой конденсации и декарбоксилирования а-кетокислот, принимая за основу механизм катализа цианид-ионом. Тиамин-пирофосфат часто называют «биологическим цианидом», так как этот катализатор в отличие от цианида не является сильнодействующим ядом. На схеме (7.26) показан механизм декарбоксилирования и ацилоиновой конденсации пировиноградной кислоты, катализируемых ионом тиазолия [17, 18]. Методом фиксирования промежуточных частиц достаточно надежно доказано образование промежуточного соединения между пируват-ионом и ионом тиазолия. Более того, ферментативная реакция между ацетальдегидом и ионом тиазолия в присутствии карбоксилазы приводит к соответствующему аддукту, который был выделен в индивидуальном виде.

Ион тиазолия катализирует как ферментативную, так и неферментативную транскетолазную реакцию. Характерным примером служит реакция фруктозо-6-фосфата с глицеральдегид-3-фосфатом, приводящая к тетрозофосфату и ксилулозо-5-фос-фату [схема (7.27)]. Механизм этой реакции включает рет-роальдольную конденсацию, сопровождающуюся отщеплением альдегидной группы, с последующей альдольной конденсацией ацетольного аддукта иона тиазолия с вновь полученным альдегидом и образованием конечного продукта.

(7.27)

Карбанионные промежуточные продукты в этом случае также стабилизированы за счет резонанса катионным атомом азота, который выполняет функцию «электронного стока».

7.2.9. Катализ нуклеофилами ферментативной природы

Известны два типа нуклеофилов, входящих в состав природных апоферментов. Это спиртовая (алкоксидная) группа аминокислот (серина или треонина), а также сульфгидрильная группа (или ее сопряженное основание) аминокислоты цистеина. Величина рКа первой группы равна 13,2, а второй 8,9. Значение рКа гидроксильной группы представляется аномально низким, в то же время рКа сульфгидрильной группы не выглядит необычным. Оба нуклеофила действуют в присутствии общих оснований, переводящих их в более активные анионы.

В ферментативных системах функции нуклеофильного катализатора может выполнять не только сама белковая часть фермента, но также кофермент, например тиаминпирофосфат или тетрагидрофолиевая кислота.

7.2.10. Границы между нуклеофильный и общим основным

катализом

Мы рассмотрели ряд реакций, катализируемых нуклеофилом и общим основанием. Сейчас уже можно сформулировать некоторые общие принципы, позволяющие предсказывать, какой тип катализа, нуклеофильный или общий основной, изберет тот или иной катализатор.

1. Для легко поляризуемых или мягких нуклеофилов и оснований наиболее типичен нуклеофильный катализ. Напротив, для неполяризуемых, жестких оснований характерен общий основной катализ.

2. Так как для процессов, идущих по механизму нуклеофильного катализа, тангенсы угла наклона на бренстедовских зависимостях больше, чем для процессов, идущих по механизму общего основного катализа, более сильные основания будут преимущественно действовать как нуклеофилы, а более слабые — как общие основные катализаторы. Таким образом, появление излома на зависимостях типа бренстедовских можно объяснить сменой механизма общего основного катализа, характерного для более слабых оснований, на нуклеофильный, типичный для более сильных оснований. На рис. 7.3 видно, что общему основному механизму соответствует более пологий участок (А), а нук-леофильному — более крутой {В). Следует отметить, что зависимость, изображенная на рис. 7.3, не является чисто гипотетической. Она схематично отражает ситуацию, реализующуюся при гидролизе этилдихлорацетата под действием ряда оснований. Гидролиз идет по механизму общего основного катализа, если основность катализаторов ниже основности аммония. Если основность катализатора соизмерима или выше основности аммония, то реализуется механизм нуклеофильного катализа, причем наряду с гидролизом протекают и другие реакции.

3. Может также возникнуть вопрос: почему один из данной серии субстратов реагирует по механизму общего основного катализа, а другой — по нуклеофильному? Изменение механизма легко проследить на реакции катализируемого имидазолом гидролиза сложных эфиров различного строения. Сложные эфиры? с активированной ацильной группировкой, а также содержащие плохие уходящие группы в присутствии имидазола реагируют по механизму общего основного катализа. С другой стороны, сложные эфи-ры с хорошей уходящей группой реагируют в тех же условиях по механизму нуклеофильного катализа. Сходным образом замещенные фенила-цетаты с сильными электроно-акцепторными заместителями гидролизуются под действием ацетат-ионов по механизму н

страница 66
< 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
книга по мьюзиклу тодд
AT-FS980M-52PS-50
стойки волейбольные универсальные
подобрать акустику для домашнего кинотеатра

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
(21.10.2017)