химический каталог




Биохимия. Том 1

Автор Л.Страйер

p>а

NAG,

NAG,

Рис. 7.14.

Первый этап постулированного механизма действия лизоцима-перенос Н+ от Glu 35 на атом кислорода гликозидной связи. При этом происходит расщепление гликозидной связи и образование иона кар-бония.

что геометрия кольца D меняется от конформации кресла к конформации полукресла. Такая деформация способствует ускорению катализа, так как при конформации полукресла значительно облегчается образование иона карбония. Расположение углеродных атомов 1, 2 и 5 и кислородного атома кольца в одной и той же плоскости при конформации полукресла приводит к тому, что положительный заряд распределяется между С-1 и атомом кислорода кольца. Таким образом, связывая субстрат, фермент заставляет его принимать форму переходного состояния, а именно форму иона карбония.

7.7. Экспериментальное доказательство предложенного механизма ферментативного катализа

Основанная на рентгеноструктурных данных гипотеза о характере связывания субстрата и механизме катализа была проверена постановкой многочисленных химических экспериментов. Все полученные результаты подтверждают правильность выдвинутой гипотезы. Приведем ряд наиболее существенных экспериментальных доказательств.

1. Способ расщепления субстрата. В соответствии с предположением о том, что расщепление гексамера происходит между 4-м и 5-м остатками, оказалось, что действительно гекса-NAG расщепляется на тетраGiu 35С.

О

о

I /

Glu 35

.0о

NAG,

NAG,

Рис. 7.15.

Реакция гидролиза завершается присоединением ОН к промежуточно образовавшемуся иону карбония и Н + к боковой цепи Glu 35.

А

Рис. 7.16. Изменение конформации кольца D субстрата лизоцима в конформацию полукресла. А - углеводный остаток в обычной конформации кресла; Б-при связывании с лизоци-мом атом кислорода кольца и С-5 в углеводном остатке D перемещаются так, что С-1, С-2, С-5 и О оказываются в одной плоскости, как это показано на рис. В. (Phillips D. С, The three-dimensional structure of an enzyme molecule, Copyright 1966 by Scientific American, Inc.)

NAG и ди-NAG (рис. 7.17).

2. Сродство связывания. Путем измерения равновесия при реакции связывания с ферментом каждого из шести САХАРОВ определяли их вклад в общую величину свободной энергии связей, представленных в гексамере (рис. 7.18). Обнаружилось поразительное явление: вклад углеводного остатка D был отрицательным. На связывание остатка D расходовалось около 4 ккал/моль. Этот результат подтверждает гипотезу о деформации остатка D при связывании с ферментом: изменение от конформации кресла к конформации полукресла требует энергии. Любопытно также, что остаток С вносит наибольший положительный вклад в сродство связывания. Действительно, рентгеноструктурные данные показывают, что остаток С образует большое число водородных связей и вандер-ваальсовых взаимодействий.

3. Аналоги переходного состояния. Представление о деформации углеводного остатка D в конформацию полукресла - важный аспект постулированного механизма катализа, поскольку конформация полукресла

5 в

характерна для переходного состояния. Как уже отмечено выше, это представление подтверждается данными о затрате энергии на присоединение остатка D- энергии, расходуемой на деформацию. Другое подтверждение было получено при изучении аналога переходного состояния субстрата, т.е. соединения, имеющего как до, так и после связывания с ферментом такую же геометрию, как субстрат в переходном состоянии. Кольцо D лактонного аналога тетра-NAG (рис. 7.19) в кристалле тетрасахарида имеет конформацию полукресла. При связывании с лизоцимом атомы С-1, С-2, С-4, С-6 и кислородный атом кольца D этого аналога располагаются в одной плоскости. Такая конформация «софы» сходна с постулированной для переходного состояния конформа-цией полукресла; это означает, что лак-тонный аналог в отличие от тетра-NAG при связывании с лизоцимом деформируется очень мало. Оказалось, что лактонный аналог связывается с лизоцимом (в участках связывания от А до D) в 3600 раз сильнее, чем тетра-NAG. Отсюда вытекает, что при деформации кольца D нормального субстрата скорость расщепления может возрасти примерно в 3600 раз.

Роль этого фактора в катализе ясно предвидел Полинг (Pauling), о чем свидетельствует его лекция, читанная в 1948 г.: «Я полагаю, что ферменты-это молекулы, которые по структуре комплементарны активированным комплексам тех реакций, которые они катализируют, т.е. молекулярной структуре, промежуточной между реагирующими веществами и продуктами реакции в данном каталитическом процессе. Сила притяжения молекулы фермента к активированному комплексу приводит к снижению энергии последнего, а следовательно, к снижению энергии активации данной реакции и возрастанию скорости реакции».

4. Зависимость скорости каталитической реакции от рН. Скорость гидролиза хитина достигает наиболее высоких значений при рН 5 (рис. 7.20). По обе стороны от этого оптимума ферментативная активность резко падает. Снижение активности при сдвиге рН в щелочную сторону обусловлено ионизацией глутамата-35, тогда

страница 68
< 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

Скачать книгу "Биохимия. Том 1" (6.46Mb)


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

 

 

Реклама
samsung ue49mu6500u отзывы
шкафы для хранения сумок в магазине
http://taxi-stolica.ru/nashi_avtomobili/prokat_limuzinov/limuzin_na_svadbu/
таблички на этаж с номерами купить

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
(17.10.2017)