химический каталог




Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 2

Автор Д.Мецлер

гается при связывании субстрата, что группу не удается вьшвить с помощью 'Кривой зависимости lg Vmax от рН. Таким образом, экспериментальные данные ие позволяют окончательно решить вопрос о том, участвует ли в работе мутаротазы ионогенная группа, соответствующая на схеме (6-79) группе —ВН+.

6. Ковалентный катализ

Боковые группы определенных аминокислот молекулы фермента могут не только участвовать в кислотно-основном катализе, но и вовлекаться в образование ковалентных связей с молекулами субстрата. Это явление называют ковалентным катализом или, поскольку в нем чаще всего принимают участие основные группы, нуклеофильным катализом. Ковалентный катализ характерен для ферментов, катализирующих реакции нуклеофильного замещения; ряд типичных примеров такого рода обсуждается в гл. 7. В ковалентном катализе часто участвуют кофер-менты (см. гл. 8).

7. Эффекты сближения и ориентации

Несмотря на большие успехи, достигнутые энзимологией, и тот факт, что благодаря рентгеноструктурным исследованиям мы знаем структуру некоторых ферментов, в действии этих удивительных катализаторов остается еще много загадочного. Ни кислотно-основный, ни ковалентный катализ, по-видимому, не могут объяснить огромного увеличения скорости реакции, которое наблюдается, когда в работу вступают ферменты. Какие же другие факторы обусловливают высокую скорость катализируемых ферментами реакций?

Одно из самых первых предположений состояло в том, что ферменты просто сближают реагенты и удерживают их в таком 'положении достаточно долго, чтобы реакционноспособные группы могли столкнуться и в конце концов прореагировать. Интуитивно ясно, что фактор сближения должен играть очень важную роль, но ранние попытки количественно оценить этот эффект приводили к заключению, что роль его невелика. Позднее Пейдж и Дженкс показали, что проведенные оценки неверны и что исключительно за счет уменьшения энтропии двух реагентов при их сближении и удерживании на поверхности молекулы фермента можно ожидать увеличения скорости в 103 и более раз [60, 61]. Поскольку энтропия при связывании субстрата уменьшается, то становится ясным, что энтальпия этого процесса должна быть высока, а в таком случае связывание субстратов ферментом уже само по себе во многом °пределяет движущую силу катализа. Подобная идея была впервые высказана Вестхеймером [62], который считал, что ферменты за счет способности связывать субстрат создают как бы энтропийную ловушку.

Потеря энтропии поступательного и вращательного движения, которая, по оценкам Пейджа и Дженкса, составляет от —160 до —210 кДж• моль-1 • град-1, перекрывает «неблагоприятную» энтропию активации, характерную для бимолекулярных реакций.

(6-90)

Соединение типа

В последние годы больше внимания уделялось вопросу о том, насколько точной должна быть ориентация субстратов в случае быстрых реакций [63, 63а], и был исследован ряд модельных реакций, например спонтанное образование внутреннего эфира (лактона), протекающее с отщеплением воды:

——-—, —_*

Триалкильный замок"

реагирует гораздо быстрее из-за существенных конформационных ограничений [64, 65]: скорость реакции в 10й раз выше скорости реакции (6-90), вероятно, вследствие того, что создаваемые ограничения приводят к существенному повышению частоты столкновения —СООН- и —ОН-групп. Три метильные группы сближаются и образуют триалкиль-ный «замок». Эти результаты позволяют полагать, что ориентационные эффекты могут играть большую роль в ферментативном катализе.

Согласно другой концепции, объясняющей высокую скорость ферментативных реакций, ферменты способны индуцировать напряжение, или «искажение» в молекуле субстрата, приводящее к ослаблению специфических связей (см. гл. 7, разд. В, 4, а, посвященный лизоциму). Напряжение может либо сопровождаться конформационным изменением в самой белковой молекуле, либо возникать в результате подобного кон-формационного изменения. Еще один факт, который необходимо принять во внимание, состоит в том, что некоторые реакции протекают быстрее в среде с низкой диэлектрической постоянной, чем в воде. Возможно, полярные группы субстрата дегидратируются при связывании с активным центром фермента, и это приводит к повышению их реакционной способности.

У многих ферментативных реакций образование переходного состояния сопровождается существенным изменением объема (W^). Возможно, эти изменения обусловлены в основном изменением степени гидратации групп, расположенных на поверхности молекулы фермента, и играют важную роль в ферментативном катализе [65а].

8. Выводы

Итак, суммируя, можно сказать, что высокая каталитическая способность ферментов обусловлена, во-первых, тем, что ферменты сближают субстраты и связывают их с активным центром в подходящей ориентации. Во-вторых, ферменты содержат кислотные и основные группы* ориентированные так, что становится возможным перенос протонов в. субстрате. В-третьих, определенные группы в молекуле фермента (особенно нуклеофильные) могут образовывать ковалентные связи с субстратом, что приводит к ф

страница 28
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267

Скачать книгу "Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 2" (6.26Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда кладовых химки
панкреатическая эластаза в кале норма
обучение маникюра
обучение на парикмахера марьино

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
(05.12.2016)