химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

к льюисова кислота, которая облегчает атаку на координированный ангидрид внешнего нуклеофила, так как сродство более реакционно-способного коордннироваиного ангидрида к более сильному нук-леофилу (гидроксид-иону) должно ослабевать, а не усиливаться

ИИон цинка в ацетонитриле катализирует восстановление альдегида (1,10-фенантролин-2-карбоксальдегида) под действием аналога NADH К-пропил-1,4-дигидроникотинамида [схема (9.7)]. В этом случае альдегид или координирован, или по крайней мере максимально приближен к иону металла, а его карбонильная группа активирована вследствие поляризации. Альдегидный комплекс с ионом Zn2+ сначала образует интермедиат с аналогом NADH, а затем следует прямой перенос протона, протекающий, как в ферментативной реакции. Эффективность ионов цинка очевидна: реакция не идет в отсутствие катализатора. Эта модельная система может имитировать фермент алкоголь-дегидрогеназу, который содержит ион (ионы) цинка вне активного центра белка.

СНЭ "COO"

но катализируют гидролиз и аминолиз (под действием триса) бензилпенициллина. В этой системе ионы Си2+ и Ni2+ не реак-ционноспособны. Скорость расходования пенициллина является линейной функцией концентрации ионов цинка вплоть до их содержания 10^5 моль/л, тогда как зависимость скорости реакции от концентрации трис-буфера при всех значениях рН достигает предельной величины при концентрации 0,02— 0,03 моль/л. При высоких концентрациях трис-буфера скорость

RCONH-NО

о-I

сн2NH2

сн7он сн2он

Рис. 9.4. Схематическое изображение тройного комплекса цинк—трис—пенициллин.

реакции перестает зависеть от его концентрации. Анализ продуктов показал, что при низких концентрациях трис-буфера в основном образуется пенициллиновая кислота, а при высоких —? N- (пенициллоил)-трис. В соответствии с предложенным механизмом реакция протекает через образование тройного комплекса, роль металла в котором сводится, с одной стороны, к сближению реагентов (пенициллина и трис-буфера), а с другой —: к понижению рКа гидрокси-группы трис-буфера, т. е. к формированию сильного нуклеофила (рис. 9.4) [9]. Предложенный механизм объясняет характер получающихся продуктов, а также отсутствие каталитической активности у ионов других металлов. Эта реакция в определенном смысле моделирует механизм действия известного цинк-зависимого фермента р-лзктамазы.

Из строения промежуточного продукта (рис. 9.4). следует, что продуктом распада тройного комплекса мог бы быть трисо-вый эфир пенициллиновой кислоты. Известно, что такие эфиры довольно легко гидролизуются, а также подвергаются аминоли-зу. Можно ожидать, что при наличии тройного промежуточного комплекса возможно образование и кислоты, и амида, причем относительное содержание последнего должно возрастать при увеличении концентрации трис-буфера, но не зависеть от скорости расходования пенициллина. Результаты анализа продуктов полностью согласуются с предположением о промежуточном образовании тройного комплекса.

Отсутствие реакционной способности у ионов Си2+ и Ni2+ вплоть до концентраций Ю-3 моль/л и рН 8, вероятно, результат хелатирования ионов металлов трис-буфером, затрудняющего взаимодействие с пенициллином. Константы образования хе

латных комплексов ионов металлов с трис-буфером приведены в табл. 9.1.

Ионы металлов катализируют гидролиз галогенидов фосфорной и фосфоновой кислот, сложных эфиров фосфорной кислоты [10] и различных ангидридов фосфорной кислоты, включая ацил-фосфаты, пирофосфаты и трифосфаты. Гидролиз диизопропил-фторфосфата и изопропилметилфторфосфоната (зарина) катализируется солями многих металлов и хелатами типа М0О42-, Ce(III), Mn(II), Cu(II), WO42- и Cr042- Наиболее эффективный маршрут гидролиза зарина под действием ионов церия(III), меди (II) и марганца (II) включает образование бифункциональных частиц, содержащих нуклеофильный (гидроксид-ион) и электрофильный (ион металла) центры. Хотя гидроксо-комплексы — существенно более слабые основания по сравнению со свободным гидроксид-ионом, их каталитическая активность примерно в 10 раз выше.

Катализируемый лутидином (являющимся общим основанием) сольволиз тетрабензилпирофосфата дополнительно катализируется ионами кальция [схема (9.8)]. В присутствии 0,02 моль/л ионов кальция и 0,2 моль/л лутидина (2,6-диметил-пиридина) скорость сольволиза тетрабензилпирофосфата (с разрывом связи Р—О—Р) возрастает, почти в миллион раз по сравнению со скоростью некатализируемой реакции, причем каждый из катализаторов приводит примерно к тысячекратному эффекту [11]. Двухзарядный катион способен хелатировать оба атома кислорода пирофосфата, облегчая атаку нуклеофила на атом фосфора.

,-Са?*

ОО О О

(PhCH20)2POP(OCH2Ph)2 +Ы=+ —4PhCH2ObP4 .P(OCH2Ph)2

О ly-oJ

лутидин продукт гидролиза

Нуклеофильные реакции ацетилфосфатов катализируются такими ионами, как ионы магния, кальция, кобальта, марганца, никеля, цинка и лития. Ионы кальция катализируют гидролиз как в нейтральной, так и в щелочной среде. Постулируемый хелатный промежуточный комплекс показан на с

страница 84
< 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
авто термометр
новогодние сладкие подарки купить
курсы мастер маникюра и педикюра москва юзао
эрозия половых губ лечение

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
(08.12.2016)