Механизмы ферментативного катализа
32. Механизмы ферментативного катализа на примере работы сериновых протеаз.
В общем виде механизм ферментативного катализа представлен несколькими стадиями:
Сериновые протеазы катализируют процесс расщепления пептидной связи. Без участия фермента реакция идёт через промежуточное состояние тетраэдрического комплекса. Это состояние характеризуется высоким уровнем свободной энергии и для протекания реакции в отсутствии фермента необходимо преодоление высокого энергетического барьера.
Сериновые протеазы стабилизируют переходное состояние и таким образом снижают энергетический барьер.
Активный центр состоит из каталитического центра, непосредственно осуществляющего химическую трансформацию и из субстрат-связывающего центра, обеспечивающего правильное расположение субстрата в пространстве относительно каталитического центра.
Главным каталитическим центром является боковая цепь серина(195), от которой отщепляется протон, расположенным рядом остатком гистидина, при участии аспартата. Углеродный атом пептидной связи образует временную ковалентную связь с активным центром, переходя в тетраэдрическую форму. Но образующийся тетраэдрический комплекс имеет меньшую свободную энергию, так как "–" заряд карбоксильной группы втягивается в оксианионовую дыру(протоны, образующие водородные связи), а донором протона является гистидин, удобно расположенный в пространстве, благодаря неспецифической пептид-связывающей площадке, ориентирующей пептидную связь относительно активного центра. Всё это снижает неопределённость системы, уменьшает энтропию и свободную энергию системы.
4. Типы предприятий - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
В общем случае эффект действия ферментов обеспечивается эффектами:
1. сближения фермента и субстрата, что эквивалентно увеличению их концентрации.
2. ориентации участников реакции в пространстве друг относительно друга.
3. стабилизации промежуточного продукта реакции.
4. поляризации и перераспределения электронной плотности субстрата.
5. индуцированного соответствия фермента и субстрата.
