Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах), страница 56

DJVU-файл Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах), страница 56 Биохимия (2710): Книга - 5 семестрOsnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах) - DJVU, страница 56 (2710) - СтудИзба2019-05-10СтудИзба

Описание файла

Файл "Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1" внутри архива находится в папке "А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах". DJVU-файл из архива "А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "биохимия" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 56 - страница

Фосфорилфермент стабилен в водных растворах, но реагирует с разлпчнымп соединениями типа ИОН (табл. 9.2) согласно реакции Š— Π— РОа-+ ВОН вЂ” ~ Š— ОН+ КОРО~~ Сравнение скоростей фосфорнлирования различных субстратов позволило выяснить ряд интересных аспектов, характеризующих связывание субстрата и каталптпческую эффективность. Перенос фосфорнльной группы с фермента нв воду (гпдролпз фосфорилфермента) протекает очень медленно, со скоростью лишь в 60 раз большей, чем скорость неферментативного гндролиза серпнфосфата. В то же время фосфпт н кснлозо-1-фосфат, не являющиеся субстратами, ускоряют перенос фосфата фосфорнлфермента на воду в 580 и 1,7 1О' раз соответственно.

Это показывает, что реакцпонноспособность фосфорнльной группы фосфорплфермеита значительно увеличивается в присутствии соединений, структурно сходных с субстратамп и способных, следовательно, связываться ,с активным центром (фосфнт связывается на участке фосфата, .а ксилоза — на тчастке сахара). Ксззлоза фосфорилнруется фосфорилферментом значительно быстрее, чем вода; в присутствии же фосфита она фосфорилируется с образованием ксплозо-1-фосфата в 2 1Оа раз быстрее, чем вода; наблюдаемая скорость лишь в и. легчанты и Таллина 9.2 Относительные скорости фосфорнлнронаннн рада соединений фосфорилфермеитом (фосфогл>окомуталой1' а,а- м' 1 4 ° >еа а,а ° мт а .

>О>и Скорость фосфорилнрованая иоды условно ирннята равиой едиияие, для остальныя соединений приведены отиоснтедьные скорости. Константа сио>юс>и исрвато ворядяа фосорилиеоваиия воды фосфопнлфернеитон пои 39 'с и рн 7.3 раина 3,2 >О-" с-'. lеас>ы йт. и., ддт. Епттпю>.,43, 2>9. >976.1 15 раз меньше скорости фосфорплированпя природного субстрата — глюкозе-1-фосфата. Наконец, ряд ациклнческих монофосфодиолов, у которых между гндроксидной и фосфорпльной группами находятся еще четыре атома, фосфорилируется ферментом со скоростямп в !(13 — 107 раз большими, чем скорость фосфорилнрованюг воды.

Таким образом, связывание соединений, обладаюшнх соответствующими структурами, с фосфатныл> в сахарным участками активного центра приводит к значительному снижению энергии активации реакций фосфорилирования, осуществляемых фосфоглюкомутазой. Данные табл. 9.2 убедительно свидетельствуют в пользу представления о том, что сильные взаимодействия. обусловливающие связывание субстрата с активным центром, влияют и. кхтэлиз также на характер химических процессов, что приводит к чрезвычайно большому ускорению превращения субстрата. Имея в виду изложенные выше представлении, можно перейти теперь к рассмотрению различных механизмов, которые, как полагают, обеспечивают увеличение скоростей реакций, катализируемых ферментами; эти механизмы учитывают энергию взаимодействия фермента с субстратом, проявляющуюся в субстратной специфичности фермента.

9.2.2. Индуцированно» соответствие и ферментативный катализ Предполагается, что многие ферменты в отсутствие субстратов находятся в неактивном состоянии и что функциональные группы их активных центров не ориентированы в пространстве надлежащим образом для взаимодействия с комплементарнымн .группамн субстрата.

Однако при связывании специфического субстрата происходит такое конформационное изменение фермента и, следовательно, сто активного центра, в результате которого соответствующие К-группы центра занимают необходимое для взаимодействия с субстратом положение; зто обеспечивает осуществление каталитического процесса. Такие индуцированные субстратом коиформационные изменения называют индуцированным соответствием; его иллюстрирует схема, приведенная на рис.

8.8. .Убедительные данные, свидетельствующие о конформацпонных изменениях при связывании субстрата, основаны главным образом ма сравнении структур фермента, полученных методом рентгеноструктурного анализа, в присутствии и в отсутствие ингнбнторов. В качестве примера можно указать на соответствующие данные для нарбоксипептидаэы (равд.

9.3А) и лизоцима (равд. 9.3.3). Кроме того, ряд свойств ферментов, находящихся в растворенном состоянии, указывает на различие их конформации в присутствии я в отсутствие субстратов. Например, некоторые ферменты в присутствии субстратов утрачивают способность взаимодействовать со специфическими антителами; многие ферменты в присутствии специфических субстратов оказываются более стабильными в отношении тепловой денатурации, у нпх изменяются показатели оптического вращения, они перестают диссоциировать на субъединнцы; у некоторых ферментов изменяются седиментационные характеристики. Принято считать, что в результате индуцированного соответствия может увеличиваться скорость некоторых ферментатнвных реакций; .однако обусловленное этим механизмом увели.

чение скорости, вероятно, относительно невелико по сравнению с соответствующими эффектами, обусловленными другими механизмами. в. осрманты. и 9.2.3. Эффект приближения Наиболее вероятный механизм, благодаря которому фермент может увеличивать скорость бнмолекулярной реакции„состоит в том, что в активном центре субстраты настолько прпближаются друг к другу (в надлежащей ориентации), что их эффективные концентрации оказываются значительно большими, чем в разбавленном растворе.

По существу это крайне маловероятное состояние, однако благодаря сильным и множественным взаимодействиям между субстратом и структурами активного центра ферменты увеличивают вероятность сближения двух субстратов и эффективно превращают бнмолекулярную реакцию в мономолекулярпую внутримолекулярную реакцию. Для этого эффекта предложен ряд названий (ориентация, близость, сближение, орбитальное взаимодействие и др.); в данном разделе используется термин приближение. Эффект приближения весьма убедительно иллюстрируют модельные пнтрамолекулярные реакции, в которых отчетливо проявляется влияние структуры соединений на скорости реакций.

В табл. 9.3 приведены структуры и-бромфениловых эфиров янтарной и глутаровой кислот (в форме карбоксилат-ионов) и относительные скорости их гидролиза (в сопоставлении со скоростью бимолекулярной катализируемой ацетатом реакции гидролнза Таблица У.З структуры и относительнме скорости тндролнвн инионов монофениловых вфиров дикврбоновмх кислот' Втшсв т. с., Апп. кст н1асьсю., 43, 331.

1976. б к =- -нт -с и Спа1юсть вввпспт ат и' и. кхт«лнз и-бромфеннланетата). Каждый нз эфиров гндролнзуется в результате внутрнмолекулярной нуклеофнльной атаки соседним карбокснлатным ионом согласно следующей реакции: В случае эфиров с более «жесткой» структурой увеличивается вероятность необходимой ориентации и эффективного приближения атакующей карбокснлатной группы к эфирной связи, поэтому онн расшепляются быстрее, чем соединения с большей свободой вращения (с менее «жесткой» структурой). У многих нз приведенных соединений связи оказываются напряженными, и нх можно рассматривать как пружины, упрутость которых несколько пзменястся в переходном состоянии.

На основании приведенных данных было рассчитано, что эффективные концентрации карбоксилатных групп около эфирных групп могут достигать очень высоких значений 110» — 10« моль!л). Это физически нереальные концентрации; однако с нх помощью можно проиллюстрировать преимушества внутримолекулярных реакций по сравнению с межмолекулярными и возможности значительного ускорения процесса в активном центре в результате приближения реагирующих групп. По имеющимся оценкам, в результате эффекта приближения реакция может ускоряться в 10« раз; учитывая также ускорении, обеспечиваемые другими механизмами, можно обьяснить те высокие скорости, которые наблюдаются в случае ферментатнвных реакций. 9.2.4.

Дестабилизация Согласно относительно старой гипотезе о механизме фермеитативного катализа, в субстрате при взаимодействии с поверхностью фермента индуцируется напряжение (деформация илн дестабилизация) разрываемой связи; прн этом предполагается, что в промежуточном соединении или комплексе разрываемая связь оказывается менее стабильной, чем в исходном субстрате.

Эффект напряжения можно проиллюстрировать путем сопоставления скоростей катализируемого основанием гидролнза этилен- 9. ФеРменты. и л91 фосфата и диметилфосфата; первое соединение гидролнзуется в 1От раз быстрее, чем второе. н н нс — сн' ! ! О О ел!илеиФасФа!а сн, сн, ! ! о о о- Р диме!еилфасфев Гипотеза напряжения представляется весьма вероятной в случае ферментатнвного катализа. Интересным примером может служить действие зстеразы печени лошади. Прн изучении гидролнза серии эфиров м-оксибензойной кислоты Яь СхНе сел, С! ОН 1Ч-~ о сй. он О' Ь,, ! сне тон Х е- Р19 9 сне и! 19" обнаружено, что увеличение длины цепи К почти не влияет на Км, в то время как $'и!ел увеличивается на несколько порядков.

Поскольку гидролизуемая связь остается одной и той жс, по-видимому, увеличение энергии связывания в случае длинноцепочечных эфиров уменьшает энергию активации реакции, т. е. энергия связывания углеводородного фрагмента индуцирует напряжение в зоне гидролизуемой связи. Известны н другие случаи дестабилизации субстрата при взаимодейстшш с ферментом, "одним нз наиболее интересных примеров является связывание субстратов лизоцпмом (равд. 9.3.3). Дестабилизация может происходить также при дссольватнровании заряженного субстрата; перенос субстрата из водной среды в относительно гидрофобную среду активного центра может способствовать значительному увеличению скорости.

В качестве модельной реакция, иллюстрирующей влияние десольватнровання, можно привести декарбоксилирование аддукта пирувата с аналогом тнаминппрофосфата (гл. 12), протекающее следующим путем: и. кттзлиз Лддукт 1 медленно декарбоксилируется в воде; однако в этаноле декарбоксилированпе происходит в 1У вЂ” 1О' раз быстрее (освобождаются СОе н Ш). В диметилсульфокснде декарбоксилированне происходит еще быстрее; прн внесении 1 в зтот растворнтель наблюдается даже вспенпвание раствора. Полагают, что увеличение скорости декарбокснлирования является результатом делокализации заряда в структуре Н (предполагаемое переходное состояние) по сравнению с аддуктом 1.

Имеются данные о том, что такого рода механизм увеличения скорости может осушествчяться прп функционировании пируватдекарбоксизазы (гл. 14), поскольку связанный с ферментом тиаминпнрофосфат !кофактор) локализован, по-видимому, в относительно гидрофобной области фермента. 9.2.5. Согласованный общий кислотно-основный катализ В органической химии известно много реакций, катализируемых кислотами или основаниями. Так, например, образование полуацегалей катализируется либо кислотами, либо основаниями, СН, СН, ОН С=О+ СНОН С Н ОСнз ецеыельдегпд мемепап палвецеззель Основание ОН вЂ” ускоряет образование полуацеталя следующим путем: СНз ОН + ОН- = СНзО + НзО СН.

СН, ОСН, С==О 'Π— СН, — ~С~~ Н О- СН ОСН У, +н,О=,С,' +ОНН О Н ОН Я ходе кислотного катализа происходит образование оксониевой соли, которая реагирует далее со спиртом: снз„ + С=О + Нз = С=ЦДН н Н снз ~С=.ОН О вЂ” СН, = 'С., Н =,~~ + Н' 1 н Он н Он 9. ФеРменты. н Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что многие группы в активных центрах ферментов могут функционировать как общие кислотные нли общие основные катализаторы я тем самым вносить вклад в увеличение скорости процесса, Особенно эффективным является согласованный общий кнслотно-основной катализ; модельной реакцией, иллюстрирующей этот тип катализа, чвляется мутаротация (разд.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
4986
Авторов
на СтудИзбе
471
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее