химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

н Вб, руСНО) принимает участие во многих реакциях превращения аминокислот, включая рацемизацию, декарбоксилирование, трансаминирование, {З-за-мещение, элиминирование и конденсацию.

Этот кофермент существует также в форме спирта (пиридоксин или пиридоксол) и соответствующего амина (пиридоксамин, pyCH2NH2). В катализе .принимают участие альдегидная и гидр-оксильная группы пиридоксальфосфата, а фосфатная группа служит только для электростатического связывания с ферментом. При нейтральных значениях рН гидрокснльная группа находится в анионной форме. _

Сам по себе пиридоксаль также обладает способностью катализировать те же реакции, что и пиридоксальфосфат-зависи-мые ферменты, однако скорость в последнем случае в миллион раз выше [17]. Катализируемая пиридо'ксалем реакция транс-аминирования протекает по механизму (8.13), включающему изомеризацию двух оснований Шиффа [18]. Механизм первой из представленных на схеме (8.13) реакций (реакции образования пиридоксамина) более подробно описывается уравнением (8.14).

н

РуСНО + R-C-C02H + I

PyCH=N—С

со2н

R

<—>• РуСН,—N=C—C02Hj 7—* C-C02H-f PyCH2NH2

II

О

(8.13)

О

R'

»? !) 1

%CHЈNH2+ R/-C--C02H 7—* PyCH2N=C-C02H -<—>

A R' H

•h I I

( 7—*? PyCH=N-C—C02H ч—^ pyCHO + R'-C-C03H

*i i i

H

NH,

HO. H 0

I И I il

R-C—C02H + R'—C—C02H 7—>? R'-~C-~COjH -f R—C—C02H

) I

NH2 NH2

Видно, что гидрокснльная группа (или ее анионная форма) выступает в роли внутримолекулярного общего кислотного (или общего основного) катализатора. Положительный заряд на атоме азота пиридоксаля усиливает электрофильность карбонильного атома углерода, способствуя тем самым образованию основания Шиффа. Кроме того, энергия активации реакции снижается благодаря делокализации положительного заряда в пиридиновом цикле всех промежуточных продуктов. Эти три фактора играют важную роль в катализе пиридоксалем и, вероятно*

составляют основу высокой каталитической эффективности пиридоксальфосфата.

R и R' С

I

NH3

н

н

HN Л. -нго X Н^ 5=*

(8.14)

Л

R

H-^N^ +ндо

А ?«- -4N' I

H

он

R^R'

I

Н

о

О

II

R = OCCH2CH2- R'=_C-0_ Х = НОСН2- Y=-CH3

НОзРОСН,

хелатный комплекс иона металла, пиридоксальфосфата и аминокислоты

Существуют модельные системы, в которых реакции транс-аминирования катализируются ионами металлов (алюминия или железа) [18] или имидазолом [19]. Роль иона металла сводится к дестабилизации я-электронной системы. Из схемы 8.10 видно, что направление реакции определяется характером расщепляемых в хелатном комплексе связей: разрыв связей а, Ь или с приводит соответственно к трансаминированию, декарбоксилиро-ванию или конденсации. Все эти реакции, за исключением де-карбоксилирования, действительно были обнаружены в модельных системах.

При катализе имидазолом константа скорости реакции транс-аминирования зависит от произведения концентраций имидазола и иона имидазолия. Эта зависимость, полученная путем варьирования рН реакционной среды, представлена на рис. 8.1.

На основании рН-зависимостей типа представленной на рис. 8.1 можно сделать вывод о постоянстве константы образования комплекса альди-мина (или кетимина) с одной молекулой имидазола и одним ионом имидазолия. Из данных по растворимости следует, что а-аминофенилуксус-ная кислота также способна давать комплекс с имидазолом. Константы образования этого комплекса очень близки к значениям, определенным из кинетических экспериментов для имино-вых комплексов, если считать, что в состав комплекса входят одна молекула имидазола, один ион имидазолия и одна молекула аминокислоты в форме цвиттер-иона. На основании этих данных для прототропно-го сдвига был предложен механизм согласованного катализа (см. гл. 11) под действием имидазола и иона имидазолия [19].

(8Л5Х

Различие между реакциями, катализируемыми пиридокса^ Лем [схемы (8.13) и (8.14)] и ферментами, состоит в том, что) в последнем случае на первой стадии пиридоксальфосфат и аминогруппа лизина молекулы фермента образуют основание Шиффа, которое затем подвергается нуклеофильной атаке со стороны аминогруппы реагирующей аминокислоты. В результате происходящего трансиминирования образуется второе основа-' пие Шиффа [схема (8.16)].

Характер проявляемой пиридоксальфосфатом каталитической функции определяется природой фермента, в сочетании с которым он действует. Так, из схемы (8.17) следует, что пиридоксальфосфат служит коферментом в таких процессах, как декар-боксилирование, трансаминирование, рацемизация и синтез аминокислот.

Реакция трансаминирования с участием ахирального пири-доксамина и а-кетокислоты приводит к образованию од-амино-кислоты. Если, однако, использовать оптически активный аналог пиридоксамина (R- или 5-15-аминометил-14-гидрокси-5,5-диме-тйл-2,8-дитио{9] (2,5) пиридинофан) в сочетании с ионами Zn2+, "То в результате трансаминирования а-кетокислоты превращаются в соответствующие г>- или L-аминокислоты. Эта система, изображенная на рис. 8.2, может служить хорошей моделью фермента

страница 75
< 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 машинописи
бад арена москва
Обувной шкаф Mega Бона 4
курсы евтокада

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
(07.12.2016)