химический каталог




Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 2

Автор Д.Мецлер

адающихся.

г. Трехмерная структура

В настоящее время структура химотрипсина и трипсина расшифрована благодаря использованию метода дифракции рентгеновских лучей [29—32J, подтвердившего предположения, сделанные на основании химических исследований. Как Ser-195, так и His-57 находятся в активном центре ферментов (рис. 7-2). Следует иметь в виду, что метод Дифракции рентгеновских лучей кристаллом фермента не дает возможности обнаружить положение атомов водорода в молекуле фермента и что на рисунке они проставлены согласно химической логике. Так, короткое расстояние (0,30 нм) между азотом остатка His-57 и кислородом остатка Ser-195 свидетельствует о наличии водородной связи. Аналогичные рассуждения привели к выводу о присутствии других водородных связей, показанных на рисунке. Если гистидин находится в непро-тонированной форме, а гидроксильная группа серина протонирована, то мы видим, что гистидин может выступать в роли акцептора протона от —СНгОН-группы серина (т. е. в роли общего основного катализатора), повышая нуклеофильность кислорода гидроксильной группы.

Исследования по дифракции рентгеновских лучей показали, что His-57 образует также водородную связь с карбоксильной группой ос1 IV

i JJdbd /

татка Asp-102, которая в свою очередь образует водородные связи с двумя другими группами. Карбоксильная группа боковой цепи остатка Asp-102 является одной из немногих карбоксильных групп, замаскированных в глубине белковой молекулы. Блоу [29] считает, что в такой структуре должна иметься система переноса заряда (a charge-relay system), с помощью которой протоны могут синхронно перемещаться от Ser-195 к имидазолу и от имидазола к Asp-102. Значение этой системы для сериновых протеиназ полностью еще не установлено, но этот вопрос следует рассматривать в свете концепции «таутомерного катализа» (гл. 6, разд. Д,5, е). Возможно также, что перенос заряда обусловлен смещениями электронной плотности в пептидной цепи. То обстоятельство, что такая же система переноса зарядов в ходе эволюции возникла в другой, в остальном совершенно отличной по действию сериновой про-теиназе, субтилизине (из Bacillus subtilis), позволяет сделать заключение, что эта система может действительно иметь существенное значение для механизма ферментативного катализа [33, 34].

Прямые наблюдения методом ЯМР протона, участвующего в образовании водородной связи между His-57 и Asp-102, подтверждают концепцию о переносе заряда [35]. Однако попытки сконструировать эффективную неферментативную модель, включающую систему переноса заряда, оказались безуспешными [36].

Повышение нуклеофильности гидроксильной группы серина — не единственная возможная роль остатка His-57. Группа R'—NH-, вытесняемая из субстрата, является плохой уходящей группой, если ее не перевести в протонированную форму (общий кислотный катализ):

^.Ser 195

His 57.^4 ? ^/Cx\ (7-15)

T> > °

H R'

Как указывал Дженкс [37], часто бывает трудно провести различие между общим основным и общим кислотным катализом. Возможно, His-57 выполняет сразу обе функции, сперва оттягивая протон от гид-роксильной группы серина, а затем отдавая протон уходящей группе [13, 38].

Другой вероятный механизм участия фермента в реакции замещения у карбонильной группы состоит в протонировании карбонильного кислорода кислотной группой фермента:

Н Н

R—N—С—R' > R— N—С— R' < *

II II

нв— h+b-_

R-N-C-R' (7.16)

°Н:ВЭто должно привести к значительному увеличению положительного заряда атома углерода, что в свою очередь должно облегчить нуклеофиль-ную атаку. Такое взаимодействие должно также стабилизировать тетра-эдрическое промежуточное соединение [уравнение (7-13)]. Карбонильный кислород проявляет очень слабую основность, но он может прото-нироваться подходящим образом ориентированной кислотной группой фермента [НВ в уравнении 7-16)]. В сериновых протеиназах эта функция, очевидно, выполняется двумя NH-группами амидных связей, одна из которых в химотрипсине принадлежит остатку Ser-195 (рис. 7-2). По-видимому, подгонка субстрата к полости оксианиона между двумя NH-группами хорошо выполняется только для тетраэдрического промежуточного соединения [33].

Было высказано предположение [38], что образование тетраэдрического оксианиона (с зарядом, передаваемым от замаскированного кар^ боксилата остатка Asp-102 к субстрату) инициирует конформационный переход, благодаря которому при распаде тетраэдрического промежуточного соединения имидазольная группа остатка His-57 получает возможность принять обратно протон от Asp-102 и протонировать уходящую группу [уравнение (7-17)].

Почему происходит конформационное изменение? В молекуле фермента имеется сложная сеть водородных связей. Появление отрицательного заряда на атоме кислорода тетраэдрического промежуточного соединения должно обязательно повлиять на распределение электронных плотностей внутри некоторых водородных связей, отдаленных от активного Центра. Если молекула белка может существовать в нескольких энергетически эквивалентн

страница 51
< 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
le creuset посуда купить
кухонные столы и стулья фото
Нож для чистки овощей Y
MIK Прихожая 9901

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
(18.01.2017)