химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

п 102, его карбоксильная группа образует водородную связь с имидазолом Гис 57, который становится сильно поляризованным и притягивает протон гидроксила Сер 195. Участок, определяющий специфичность химотрипсина по отношению к ароматическим боковым цепям, расположен в глубокой полости вслед за активным центром. На рис. 6.22 дана схема превращения химотрипсино-гена в химотрипсин (см. [88, 92, 93]).

Прямое подтверждение теории Кошланда получено при исследовании" карбоксипептидазы [39, 94, 95] (см. стр. 376). В присутствии глицилти-розина расположение

аминокислотных остатков фермента существенно изменяется. Активный центр представляет собой глубокую полость, подобную «рту паука» [88], со «щупальцами», готовыми направить субстрат к атому Zn. Одно «щупальце», содержащее Тир 248, направляется к NH-группе субстрата, Apr 145 другого взаимодействует с карбоксилом субстрата, Глу 270 третьего — с конечной аминогруппой (рис. 6.23).

Очевидно, что не следует понимать теорию Кошланда как теорию гибкой структуры фермента. Фермент скорее можно сравнить с механизмом, функциональные части которого могут испытывать дискретные перемещения, транслокации, необходимые для структурных соответствий с лигандами. Конструкция такого механизма характеризуется не пластичностью, но, скорее, упругостью. Модель белковой глобулы, построенная из шарнир-но сочлененных упругих стержней (см. стр. 252), согласуется с фактами, полученными при изучении ферментов.

Структурное соответствие в ФСК, по-видимому, действительно достигается. Оно реализуется в полости молекулы фермента. Как показывает сопоставление всех изученных рентгенографических структур, их единственная общая особенность состоит в том, что внутренняя поверхность полости образована преимущественно неполярными остатками. Вследствие гидрофобных взаимодействий полярные остатки выведены наружу (см. стр. 223). Неполярное «нутро» белковой молекулы имеет малую диэлектрическую проницаемость, что облегчает электрические взаимодействия [88]. Значение этого рассмотрено далее (см. стр. 403).

§ 6.6. ВЛИЯНИЕ рН СРЕДЫ НА ФЕРМЕНТ

Очевидно, что ферментативная активность должна существенно зависеть от рН среды. Макромолекулы белка содержат ионизуемые группы. То же относится к большинству субстратов, модификаторов и коферментов. Подробная классификация возможных влияний рН на ферменты дана Уэббом [16] (см. также [68]). Изменение рН может изменить состояние ионизуемых групп в активном центре или соседствующих с ним; оно может также влиять на состояние неферментных компонент системы и на структуру глобулы локально или в целом.

Фермент может существовать в различных состояниях ионизации, находящихся в равновесии друг с другом. Рассмотрим простейшую модель системы с двумя состояниями ионизации [96]. Такова любая двухосновная кислота. Имеем

АН2 *=± АН" А2",

где Ki и г\2 — первая и вторая константы ионизации. Обозначим сумму концентраций всех трех форм через At

At = [ АН2] + [АН-] + [А2-]. (6,59)

Константы К\ и К2 равны

к _ [АН"] [НЧ _ [А2-][НЧ _[А21[Н+Р .

Al~ [АН2] • Д2~ [АН"] —"[АН,] К, • (' '

Следовательно,

At - [АН2] / = [АН"1 Г = [А21 Г, (6,61)

где /, f~, f2~ — так называемые рН-функции Михаэлиса:

? 1 , Ki I К\Къ . _ [Н+] - К2

' [Н+] ^ [Н+]2 ' I = 1 + Кг ^ [Н+]

В2- , , [Н+] , [Н+]2

(6,62)

К 2 К\К%

Применим эту грубую модель к ферменту, приняв, что активный центр может существовать в трех указанных формах, но

§ 6.6. ВЛИЯНИЕ рн СРЕДЫ НА ФЕРМЕНТ

395

лишь одна из них АН- реакционноспособна. Тогда скорость реакции пропорциональна концентрации этой формы, т. е.

v = k[AH~), (6,63)

и мы получаем

°-КА'/{1+111+Ш (Б,Б4)

График зависимости v от [Н+], т. е. от рН, проходит через максимум, отвечающий условию [Н+] = У%1%2> Т. е.

pH^MpIC + pK*). (6,65)

Действительно, во многих случаях зависимость активности фермента*от рН имеет колоколообразную форму. Изложенная феноменологическая теория это объясняет и приводит к удобным для расчетов формулам [15, 16]. Однако зависимость скорости реакции от рН можно истолковать и иначе. Кирквуд и Шо-мейкер рассмотрели флуктуации электрических зарядов в молекуле фермента [97, 98]. Если свободные энергии различных состояний ионизации молекулы мало отличаются друг от друга, то заряды могут перемещаться, флуктуировать. Эти флуктуации могут привести к добавочному электростатическому взаимодействию фермента с субстратом.

Пусть U — потенциальная энергия ФСК при данном распределении зарядов. Усредним эту энергию по всем распределениям зарядов

ехр (- WjkT) = (ехр (— U/kT)). (6,66)

Имеем

W — {U) —g|jr [ - фу] + ... (6,67)

В отсутствие флуктуации {U2) = (U)2 и W = (U). Допустим, что белок содержит п основных групп с зарядами Zte. Обозначив дипольный момент молекулы субстрата через р, расстояние между i-й группой активного центра и субстратом через Ri, угол между р и R через уг и диэлектрическую проницаемость через е, получим

" (Z

страница 142
< 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
ручки melodia каталог
франшиза прокат гироскутеров москва
билеты на рэп концерты
Компания Ренессанс престиж лестница - продажа, доставка, монтаж.

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
(19.08.2017)