химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

ь наличием трех маршрутов, включающих:

1. Реакцию нейтрального субстрата с водой (крайняя левая ветвь графика).

2. Реакцию анионного субстрата с водой (центральное плато и восходящая ветвь графика).

3. Реакцию анионного субстрата с гидроксид-ионом (правая, зависящая от концентрации гидроксид-ионов ветвь графика). Из этих трех участков

наибольший интерес

представляет центральная часть графика. В этой области рН реакция идет по механизму общего основного катализа под действием о-фенок-сид-иона [схема (10.17)],

так как добавление нуклеофилов, которые не содержат протона (например, азид-иона), практически не сказывается на скорости реакции [10].

о

(Ю.17)

Внутримолекулярный общий кислотный катализ тидроксиль-ной группой был обнаружен в процессах гидролиза биохимически важных фосфатов. Реакционная способность-д-ианиона глю-козо-6-фосфата . примерно в пять раз выше, чем-моноаниона. Этот факт, находящийся в некотором противоречии с обсуж258 ю. ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЙ КАТАЛИЗ И ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ РЕАКЦИИ

давшимися в разд. 10.1.1 данными, наводит на мысль^о некоторых специфических свойствах данного субстрата. Действительно, 1-гидрокюигруппа глюкозы довольно кислая: при 100 °С значение рК составляет 10,8. Поскольку р-глюкозо-6-фосфат может принимать конформацию, при которой атом водорода 1-гидро:ксигруппы способен взаимодействовать с фосфатной группой, вполне приемлемым представляется механизм, включающий перенос протона с 1-гидроксигруппы на шестой атом кислорода и промотирующий разрыв связи фосфор—кислород. Наличие двух отрицательных зарядов на фосфатной группе приводит к еще более сильным ускорениям [11] [схема (10.18)].

Алифатическая гидрокснльная группа, расположенная возле сложноэфирной связи, может способствовать щелочному гидролизу последней. Так, например, щелочной гидролиз соединений 10.11 и 10.12, содержащих гидроксильную группу в непосредственной близости от сложноэфирной связи, проходит значительно легче, чем субстрата 10.13. Гидроксильные группы в соединениях 10.11 и 10.12, вероятно, участвуют в образовании

(10.18)

10.1.4. Ускорение имидазол ильным и группами

Внутримолекулярное ускорение имидазолильной группой по механизму общего основного катализа можно наблюдать на примере гидролиза гране-коричного эфира эндо-5-[4'(5')-имидазол ил ]бицикло[2.2.1]гепт-эн^о-2-ил-гран<:-циннамата (10.14).

В этом структурно жестком субстрате имидазолильная и этери-фицированная гидроксигруппы имеют практически такое же взаимное расположение, как и в сернновой протеазе — а-химо-трипсине (на расстоянии примерно 3 А друг от друга). Катализ сериновыми протеазами включает стадию, катализируемую общим основанием, роль которого выполняет имидазолильная группировка остатка гистидина, поэтому соединение 10.14 можно рассматривать как модель ацилфермента. Общеосновной характер катализа подтверждается трехкратным ускорением гидролиза соединения 10.14 в D20.

С другой стороны, имидазолильный фрагмент не оказывает специфического влияния на скорость внутримолекулярного гидролиза соответствующего эндс-з/сзо-изомера — экзо-5-[4'(5') -имидазолил]бицикло[2.2.1]гепт-эн^с7-3-ил-транс-циннамата (10.15), в котором имидазолильный фрагмент расположен очень далеко от гидролизуемой сложноэфирной гранс-циннамоильной связи.

Константа скорости внутримолекулярного катализируемого общим основанием (имидазолильной группировкой) гидролиза соединения 10.14 намного ниже константы скорости деацилиро-вания (гидролиза) ацилфермента — транс-циннамоилхимотрип-сииа [13]. Однако при добавлении внешнего бензоат-иона (в роли третьего компонента активного центра химотрипсина выступает карбоксилат-ион) скорость гидролиза этой модельной системы только в четыре раза ниже скорости ферментативного деацилирования (в предположении, что фактор перевода межмолекулярных реакций во внутримолекулярный режим равен 10 М, см. разд. 10.3) [14].

260 io. ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЙ КАТАЛИЗ И ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ РЕАКЦИИ,

Если бензоат катализирует гидролиз внутримолекулярно, как в случае соединения 10.16, то такая модель по эффективности не уступает ферментативному деацилироваиию, что наглядно демонстрирует возможности внутримолекулярного катализа

[15].

10.2. Внутримолекулярное нуклеофильное или электрофильное ускорение

10.2.1. Ускорение карбоксилат-ионом и протонированной карбоксильной группой

Хорошим объектом при изучении внутримолекулярного нуклеофильного катализа может служить гидролиз моноарилсукци-натов и глутаратов. рН-Зависимости констант скорости этих реакций определяются ионогенной группой с рК 4,5. Такие реакции включают промежуточное образование ангидридов, которые получаются в ходе внутримолекулярной нуклеофильной атаки карбоксилат-иона на карбонильный атом углерода сложного эфира, и последующий их гидролиз [схема (10.19)]. Абсолютные константы скорости гидролиза значительно выше констант гидролиза эфиров уксусной кислоты. Например, при рН 5 моно-я-нитрофенилглутарат реагирует в 105 'раз быстрее, чем п-нитро-фенилацетат.

(10.19)

Механизм

страница 94
< 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
свадебные букеты для невесты
Компания Ренессанс готовые винтовые лестницы цена - качественно, оперативно, надежно!
кресло руководителя manager
склад кладовка

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
(10.12.2016)