химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

утверждалось, что можно отрезать значительную часть белковой цепи без изменения активности фермента (см., например, [54]). В дальнейшем эти данные были опровергнуты [55, 56].

Браунштейн суммировал качественные причины, ответственные за каталитическое действие фермента [57].

1. Большое сродство фермента и субстрата, т. е. большая вероятность образования ФСК, эквивалентная резкому увеличению концентрации реагентов в обычных условиях (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 в контактном участке ФСК ну-клеофильных и электрофильных групп активного центра (эффект синхронного внутримолекулярного кислотно-осндвного катализа).

Кооперация нескольких групп катализатора моделируется некоторыми явлениями гомогенного кислотно-основного катализа. Так, 2-оксипиридин катализирует мутаротацию глюкозы,

Таблица 6.3

Оценка каталитических факторов для двух гипотетических реакций с двумя субстратами

Реакция 1

Реакция 2

Концентрация субстрата

Характеристика реакции

Заряд на субстрате

Заряд в переходном состоянии

Каталитические остатки

Ковалентное промежуточное соединение Эффект сближения

Факторы, ра зумно оценен ные на осно' вании извест ных химиче ских данных

субстратов Общин эффект основного катализа Общий эффект кислотного катализа Эффект сближения каталитических групп Эффект промежуточного ковалентного соединения Эффект растворителя Эффект образования ионных пар Произведение этих факторов Число оборотов фермента, деленное на скорость реакции субстратов в отсутствие катализатора Множитель, требующий объяснения

si = io:43

S2= 10 4 Нет Малый

Один кислотный, один основный

Есть 5,5 • 103 4 10 3- 103 10

ю-2

102

7- 10э 7- Ю18

109

S2 — 55 (вода)

Нет Полный положительный Один кислотный, одна отрицательно заряженная группа

Нет 10~2

20 3 - 103

10~5 105

12

6- 102 6 - Ю1*

10

разрывая ее шестичленное кольцо и испытывая Таутомерное превращение

ОН

Глюкоза

2-оксиянрндин

г"'чО-Н 0=|^Ч,

протекает в 7000 раз медленнее [58].

В результате трех перечисленных эффектов происходит резкое увеличение абсолютной скорости реакции, так как маловероятные реакции высших порядков, требующие соударений трех и большего числа молекул, заменяются высокоэффективными реакциями первого порядка — реакциями внутримолекулярного полифункционального катализа.

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

5. Изменение конформации белка при взаимодействии с субстратом (эффект индуцированного контакта).

Влияние первых четырех причин иллюстрируется рассмотренными примерами. О пятой рассказано в следующем параграфе.

Данные современной физической органической химии позволяют грубо оценить порядки величин этих и других каталитических факторов, т. е. ускорение реакции, ими вызванное. Эти оценки приведены в табл. 6.3 [59].

Таблица 6.4

Сравнение скоростей ферментативных реакций со скоростями неферментативных аналогов

Фермент Неферментатнвный аналог Скорость ферментативного процесса о,

сек~~1 Скорость неферментативного процесса о0>

сек~1 о/о»

Лнзоцим Гидролиз ацеталя, основ- 5 - Ю"1 з- ю-9 2- 108

ный катализ

Химотрипсин Гидролиз амида, основ- 4-10~2 1 • 10~5 4- 103

ный катализ

р-амилаза Гидролиз ацеталя, основ- 1 ? 103 з. ю-9 3- ю»

ный катализ

Фумараза Гидрирование алкена, 5- Ю2 3-Ю""9 2- 10»

кислотный и основный

катализ

В табл. 6.4 сопоставлены скорости конкретных ферментативных и неферментативных процессов. Скорости последних умножены на коэффициент, отвечающий эффекту сближения. Для двух молекул, имеющих размеры молекулы Н20, этот множитель равен 55, т. е. молярной концентрации воды; иными словами, молярная концентрация пар взаимодействующих молекул равна произведению молярных концентраций реагентов, деленному на 55 и умноженному на координационное число в водном растворе [60, 61] (см. также [62]).

Задача состоит в заполнении «разрыва», в количественном объяснении ферментативного катализа. Существует ли какой-либо основной фактор, ответственный за большую скорость ферментативных реакций, или необходимо «концертное» действие всех факторов? Пока нет ответа на эти вопросы, но можно наметить некоторые пути их исследования.

§ 6.5. КОНФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ

Из конформационной лабильности макромолекулы белка следует специфическое взаимодействие фермента с субстратом и другими лигандами. Возможно, что в некоторых конформациях белок более эффективно связывает субстрат, чем в других. При связывании может происходить отбор конформаций субстрата. Каруш объяснил способность альбумина плазмы связывать различные вещества «конфигурационной адаптабильностью» этого белка [63].

Можно думать, что в

страница 139
< 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 "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


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

 

 

Реклама
crocus-hall brainstorm
оптовая база матрасов 70*160
купить землю по рижскому направлению
информационные наклейки на двери

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
(21.10.2017)