химический каталог




Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка

Автор А.С.Спирин

окислотный остаток, а оксикислотный (НО-— CHR-CO-— вместо H2N-CHR-CO-), то такое производное тоже является хорошим акцепторным субстратом, и в результате реакции образуется сложнрэфирная связь. Подобным же образом, если акцепторным субстратом служит тиоацильное производное, рибо-сомный пептидилтрансферазный центр катализирует образование тиоэфирной связи. Более того, донорный субстрат также может представлять собой какое-либо производное, и, например, рибосома может катализировать атаку аминогруппы акцепторного субстрата на тиоэфирную группу донорного субстрата с образование тиоамид-ной связи. Наконец, было показано, что фосфиноэфирный аналог донорного субстрата может реагировать с аминоацил-тРНК в пеп-тидилтрансферазном центре рибосомы, в результате чего образуется неприродная фосфиноамидная связь. Последний факт особенно важен, так как геометрия атакуемой группы и переходного состояния этой реакции (треугольная бипирамида) сильно отлична от таковой в случае нормального донорного субстрата (см. В.Ш.4); нуклеофильный катализ вряд ли совместим с реализацией реакций обоих типов одним и тем же пептидилтрансферазным центром.

В то же время, однако, рибосомная пептидилтрансфераза в определенных условиях способна использовать воду и низкомолекулярные простые спирты типа метанола и этанола как акцепторные субстраты, производя гидролиз или алкоголиз пептидил-тРНК (см. гл. В.VIII). Последнее трудно объяснить в рамках механизма чисто ориентационного действия рибосомной пептидилтрансферазы.

Наиболее разумной кажется гипотеза о том, что ориентацион-ный эффект пептидилтрансферазного центра действительно принципиально важен в осуществлении реакции транспептидации на рибосоме, но что он может дополняться вкладом специфического микроокружения, способствующего реакции. Не исключено, что вблизи субстратов, ориентированных надлежащим образом в рибосоме, локализуются группы, оттягивающие на себя протон от NH2-rpynnbi акцептора, тем самым увеличивая его нуклеофильность, и могущие способствовать протонированию карбонильного кислорода, увеличивая электрофильность атакуемого углерода сложно-эфирной группы донора:

О R" Н

I' 1 I ~

tRNA"—О—С—СН—N— Н--^(Х>

tRNA—О—С—СН—NH—

II I

О R'

Н

6

Так или иначе, кажется несомненным, что реакция должна идти

по механизму Sn2 нуклеофильного замещения через промежуточное

«тетраэдрическое» соединение: >

О R" Н

tRNA" - О

СН - N

tRNA' - О - С - СН - NH

О R'

H

0 R"

1 I

tRNA" - О - С - СН

H

I

N

С I

о

СН - NH

R'

+

tRNA' - ОН

2. ЭНЕРГЕТИКА РЕАКЦИИ

Стандартная свободная энергия гидролиза сложноэфирной связи между тРНК и карбонилом аминоацильного или пептидильного остатка AG0' составляет около -30 кДж/моль (-7 —-8 ккал/моль). Стандартная свободная энергия гидролиза пептидной связи в полипептиде бесконечной длины оценивается около -2 кДж/моль (-0,5 ккал/моль). Таким образом, если бы субстраты реакции черпались бы непосредственно из раствора, а продукты реакции освобождались бы в раствор, то свободная энергия, освобождающаяся в результате транспептидации в стандартных условиях, составила бы около —30 кДж/моль (-6,5 —-7,5 ккал/моль):

Pept(n)-tRNA' + Aa-tRNA" ?

* tRNA' + Pept(/i + l)-tRNA" (-30 + 2 кДж)

Такой формальный расчет обычно приводится в подтверждение энергетической обеспеченности и термодинамической спонтанности процесса транспептидации в рибосоме.

Однако на самом деле таким путем можно оценивать лишь модельные реакции, катализируемые рибосомой или 50S субчастицей между низкомолекулярными субстратами типа

F-Met-(3')ACC(5') + Phe-A рибосом?

(5')ССА(3') + F-Met-Phe-A

Здесь субстраты достигают пептидилтрансферазного центра прямо из раствора, а продукты немедленно и спонтанно освобождаются в раствор

В элонгационном цикле один субстрат всегда связан с рибосомой, а другой попадает в пептидилтрансферазный центр из заранее связанного состояния; один из продуктов реакции не освобождается в раствор (до конца трансляции), а другой продукт освобождается не в результате транспептидации, а в результате последующего, более или менее независимого, шага элонгационного цикла (транслокации). Все это делает невозможным даже приблизительную оценку изменения свободной энергии в самой реакции транспептидации в процессе нормального элонгационного цикла на рибосоме. Конечно, из того факта, что реакция протекает, и быстро, следует вывод об уменьшении свободной энергии рибосомного комплекса при транспептидации. Однако это уменьшение не может быть столь значительным, как -30 кДж/моль (-7 ккал/моль) в стандартных условиях, а должно быть меньше по следующим соображениям. Во-первых, свободная энергия гидролиза связанного субстрата, при условии освобождения продуктов гидролиза, должна быть меньше таковой свободного субстрата, так как часть энергии должна была освободиться при связывании, если оно было спонтанным. Во-вторых, свободная энергия гидролиза субстрата, когда продукт задерживается в связанном виде, тоже должна

страница 78
< 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

Скачать книгу "Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка" (3.76Mb)


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

 

 

Реклама
монтаж блок-хауса в сергиев-посаде цена
клиника по удалению полипов в носу лазером в сибири
аренда стойки под плазменные панели
стерео холл билеты

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
(06.12.2016)