химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

елировать стадии ферментативного процесса в низкомолекулярных «конгруэнтных системах».

Такая модель для реакции, катализируемой ААТ, была построена Ивановым и Карпейским. Первая стадия процесса состоит в слабом связывании аминокислоты активным центром. Вторая стадия — нуклеофильное присоединение аминогруппы субстрата

к связи N=C(^ альдимина. Акцептором протона ГШ2-грулпы

здесь является отрицательно заряженная фенольная группа ко-фермента. Таким образом, неионизованная нуклеофильная аминогруппа оказывается рядом с высокореактивной катионной формой кофермента. С помощью пространственных молекулярных моделей построена структура альдиминной формы ФСК. Далее происходят уже указанные превращения, причем в некоторых стадиях реализуются конформационные движения — повороты кофер-ментного цикла. Схема последовательных событий в активном центре ААТ показана на рис. 6.7, повороты кофермента отмечены круговой стрелкой. Многоточечное связывание в активном центре является причиной стабилизации активной электронной конфигурации, термодинамически невыгодной в растворе, и причиной надлежащей ориентации взаимодействующих групп. В каждой стадии процесса происходит структурная перестройка, обеспечивающая оптимальность последующей стадии. На языке термодинамики это означает, что в активном центре происходит выравнивание уровней свободной энергии промежуточных соединений. Действительно, в спектре поглощения ФСК содержатся полосы поглощения всех важнейших промежуточных соединений реакции, в то время как в соответствующей конгруэнтной системе наблюдается лишь одна полоса 330 нм.

Мы остановились на этих примерах, чтобы показать возможности расшифровки взаимодействий между активным центром фермента и лигандами. Химия выявляет поведение функциональных групп фермента и кофакторов. Однако этого недостаточно для количественного объяснения ферментативной активности, характеризуемой понижением энергии активации. Для ферментативного катализа необходима вся белковая глобула. Нельзя отрезать часть белковой цепп без ущерба для активности фермента. Химия не отвечает на вопрос о роли глобулярной структуры, описывая лишь события в активном центре. Эти задачи стоят перед физикой.

Суммируя результаты химических исследований ферментов, Браушнтейн указал качественные факторы, ответственные за их действие.

1. Большое сродство фермента и субстрата, т. е. большая вероятность образования ФСК, эквивалентная резкому увеличению концентрации реагентов (эффект сближения).

2. Строгая взаимная ориентация реагентов, кофакторов и активного центра (эффект ориентации). В обычных гомогенных

реакциях вероятность строгой взаимной ориентации трех или большего числа взаимодействующих молекул очень мала.

3. Воздействие на субстрат нуклеофильных и электрофиль-ных групп активного центра (эффект синхронного кислотно-основного катализа). Поясним этот эффект на модели. Оксипири-дин катализирует мутаротацию глюкозы, разрывая ее шестичлен-ное кольцо и испытывая таутомерное превращение:

Н

:0

1 •

/\-„ В=/Ч

+ I

V=0 н~\х

Такая же реакция с участием смеси пиридина и фенола

НО

\

+

/Ч /V II

N

протекает в 7000 раз медленнее. Кооперация кислотных и основных групп, их совместное действие резко ускоряют реакцию.

Таблица 6.1. Сравнение скоростей ферментативных реакций со

скоростями неферментативных аналогов

Фермент Неферментативный аналог Скорость ферментативного Скорость неферментативного V V

процесса v, с~1 процесса v0, с-1 0

Лизоцим Гидролиз ацета-ля, основный катализ 5-Ю"1 310-» 2-108

Химотрипсин Гидролиз амида, основный катализ 4.10"2 мо-* 4-103

Р-амнлаза Гидролиз ацета-ля, основный Катализ МО3 3-10-» 3-10И

Фумараза Гидрирование ал-кена, кислотный и основный катализ 5-102 з-ю-9 2-10U

4. Активация субстрата путем перераспределения электронной плотности под действием активных групп фермента (эффект поляризации) .

5. Изменение конформаций белка и субстрата в ФСК (эффект индуцированного контакта).

Скорости неферментативных реакций умножены здесь на коэффициент, отвечающий эффекту сближения. Для двух молекул, имеющих размеры молекулы HjO, этот множитель равен 55, т. е. равен молярной концентрации воды.

Физика должна рассмотреть эту картину количественно, выявив попутно, в какой мере возможно разделение указанных эффектов.

Приведем в заключение данные, характеризующие скорости ферментативных и аналогичных неферментативных процессов (табл. 6.1).

§ 6.4. Конформационные свойства ферментов

Для понимания ферментативной активности необходимо рассмотреть конформационное поведение макромолекулы белка. Конформационная лабильность белка обеспечивает возможность его специфического взаимодействия с субстратами и другими лигандами. В некоторых конформациях белок более эффективно связывает субстрат. Одновременно происходит отбор конформа-дий субстрата. В ФСК отбираются те конформации белка и субстрата, которые находятся в структурном соответствии друг с другом, обеспечивающем оптимальное значение свободной э

страница 71
< 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

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


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

 

 

Реклама
приспособление для заточки ножей купить в москве
курсы по зарплате и кадрам г мытищи
самсунг рл 36 поломки
моноколесо kingsong ks16

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
(09.12.2016)