химический каталог




Биохимия. Том 1

Автор Л.Страйер

отделяется путем диффузии от фермента, который может вступить в новый каталитический цикл.

8.10. Механизм активации профермента

Обратимся теперь к вопросу о том, каким образом расщепление всего одной пептидной связи в химотрипсиногене превращает его в активный фермент. Трехмерную структуру химотрипсин огема исследовал Джозеф Краут (J. Kraut), установивший, что в процессе активации фермента его конформация притерпевает ряд изменений.

1. Гидролиз пептидной связи между арги-нином-15 и изолейцином-16 создает новые С- и N-концевые группы.

2. Вновь образованная N-концевая группа изолейцина-16 загибается внутрь и взаимодействует с аспартатом-194 внутри молекулы химотрипсина (рис. 8.20). Протониро-вание этой аминогруппы стабилизирует активную форму химотрипсина, о чем свидетельствует характер зависимости ферментативной активности от рН.

3. Это электростатическое взаимодействие между положительно заряженной аминогруппой и отрицательно заряженным карбоксилат-ионом, происходящее в неполярной области фермента, запускает ряд конформационных сдвигов. Метионин-192 из глубины молекулы перемещается ближе к поверхности, а остатки 187 и 193 становятся более вытянутыми. В результате образуется субстрат-специфичный участок для ароматических и больших неполярных групп. Одну сторону этого участка составляют остатки от 189 до 192. В проферменте эта полость для связывания части субстрата сформирована не полностью.

4. Тетраэдрическое переходное состояние, возникающее при катализе химотрип-сином, стабилизируется водородными связями между отрицательно заряженным атомом кислорода карбоксильной группы и двумя NH-группами самой полипептидной цепи (рис. 8.17). В химотрипсиногене одна из этих NH-групп расположена так, что недоступна для связывания. Следовательно, в зимогене и полость оксианиона до конца не сформирована.

Ац и л—фермент

(промежуточный продукт)

Тетраэдрическое переходное состояние

Кислотный компонент субстрата

.R'

R'СН,—Сг"сн,-г/

—сн,

\

Н.

о=с

N СН

N—СН

N СН

НС

His-57

Asp-102

НС

N-Н

?С СН,

НС

V

N

Н О

с

сн,

N Н

ос

сн

Рис. 8.19. Второй этап гидролиза пептида химотрипсин ом - деацили-рование. Ацил—фермент (промежуточный продукт) гидролиз уется водой. Деацилирова-ние по существу представляет собой реакцию, обратную аци-лированию, но на место амин-ного компонента субстрата становится Н20.

5. Конформационные сдвиги в остальных частях молекулы очень незначительны. Таким образом, «включение» ферментативной активности в белке осуществляется путем отдельных, строго локализованных конфор-мационных сдвигов, запускаемых гидролизом всего лишь одной пептидной связи.

8.11. Трипсин и эластаза: вариации на тему

Трипсин и эластаза сходны с химотрипси-ном во многих отношениях.

1. Все три фермента секретируются поджелудочной железой в виде проферментов и активируются путем расщепления одной-единственной пептидной связи. Возникающая при этом концевая аминогруппа загибается внутрь молекулы и электростатически связывается с карбоксилат-ионом аспар-тата-194.

2. Последовательность расположения около 40% аминокислот в этих трех ферментах идентична. Для аминокислотных остатков, локализованных во внутренней части молекулы, степень идентичности еще выше.

3. Фторофосфаты, в частности ДИФФ, игнибируют все три фермента. Подобно хи-мотрипсину, и трипсин, и эластаза содержат в активном центре остаток серина. Более того, во всех трех ферментах одинакова последовательность аминокислот, окружающих серии:

Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro.

4. При рентгеноструктурном анализе было выявлено большое сходство третичной структуры этих трех ферментов (рис. 8.21). В эластазе и трипсине, как и в химотрипси-не, имеется система переноса заряда, а также полость оксианиона.

5. Механизм каталитического действия всех трех ферментов почти одинаков. Их эффективность в качестве катализаторов обеспечивается тем, что они стабилизируют переходное состояние реакции. Полость оксианиона и система переноса заряда - это те существенно важные структурные элементы каждого из ферментов, которые способствуют образованию тетраэдрического промежуточного соединения.

Будучи сходными по структуре и механизму действия, эти ферменты поразительным образом различаются по специфичности. Субстрат химотрипсина должен иметь ароматическую или большую неполярную боковую цепь. Для трипсина требуется субстрат, содержащий лизин или аргинин. Ни один из этих субстратов не пригоден для эластазы, проявляющей специфичность в отношении небольших незаряженных боковых цепей. Как показал рентгенострук-турный анализ, эта разница в специфичности рассматриваемых ферментов обусловлена очень небольшими структурными различиями участков связывания субстрата (рис. 8.22). В химотрипсине ароматические

и большие неполярные боковые цепи субстрата размещаются в неполярном кармане. В трипсине имеется такой же карман, отличающийся, однако, от неполярного кармана химотрипсина заменой одного остатка-вместо серина стоит аспартат. Этот аспартат в неполяр

страница 77
< 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
газовый котел термо
Рекомендуем компанию Ренесанс - готовые лестницы на второй этаж в частном доме - качественно и быстро!
консоль из стекла
курсы массажа в москве

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
(08.12.2016)