Biokhimia_T1_Strayer_L_1984 (1123302), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Лизоцим гидролизует глизозидйую связь между С-1 остатка )х)АМ и С-4 остатка )х)АС. Олигомеры )ь(-ацетилглюкозамина также гидролизуются лизоцнмом. При этом гексн-)ь(АО и более длинные полимеры легко расшепляются ферментом„тогда как трн-(х)АО н дн-ХАО гидролизуются с крайне малой скоростью.
Трн-)х(АС— сильный конкурентный ю!гибитор фермента. Трехмерная структура лизоцима и его комплекса с трн-)ь(АО изучена на атомарном уровне, Установлено, что три-)э(АС занимает половину щели, идушей поперек молекулы фермента, с которым оп связывается большим количеством водородных связей и вандсрваальсовых взаимодействий. На основе данных о структуре комплекса лизоцима с три-)х)АО была построена модель, предсказывающая, как связывается с лизопимом е! о эффективный субстрат Гекса-)ь(АО. Предложена гипотеза механизма каталитического действия лнзопимв; суть гипотезы состоит в следующем. Первое: критическими группами для катализа являются нсионнзированиая карбоксильная группа остатка глутамата-35 и карбоксилат-ион аспартата-52.
Обе ~руины расположены на расстоянии около 3 А от гидролизуемой гликозидной связи, а именно связи между остатками 13 и Е гексамерного субстрата. Второе: глутамат-35 отдает Н' связи между С-1 кольца П и гликозидным атомом кислорода, что приводит к разрыву этой связи. С-1 кольца П становится положительно заряженным; такая переходная форма называется ионом карбония. Третье: ион карбония реагирует с ОН -группой растворителя, а глутамат-35 присоединяет водород, возвращаясь в исходную протоиированную форму.
После того как продукты реакции удаляются от фермента в результате диффузи)Ь лизоцим готов к новому каталитическо- РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА лиэопима.) Г.грмоть Н.)Ч., 1971. 81гис1игм апд пгесьапгзтз оГ епгупмз. Ргас. Коьсп А. чгс!зь Рапид. Сап(. СЬегп. Кез., 15, ! 31-156. (Прекрасно иллнжгрироваиное детальное обсуждение структуры и механизмов дейатвия карбовсипелгндаэы А и ряда других ферментов.) Часть 1 150 Конформации и дииаьзинв С чеке «нчазь Рмнгрз О. С.,!966 тье ГЬгее-Штсппапа) понто ге оГ ап епгугпе ма!сап!е, зс(.
Апгег., 2!5 (5), 78-90. (Великолепная статья а трехмерной структуре и мс«аннэме «агалитического дейагвия Структура и механизм дейсгвля линь Ивма Оггегтал 6. Е., СшЯеЬГ Я. Е., Вгу- сйой Я (едз.), 1974. ьузогупэе, Ааадепнс Ргезз. /то(о т., уоьнзои ц (и., ноггь А. с. т., Р!птарз Ес С., Явр(еу А гы 1972 Чепеьгаге Гузогупнз. 1о: Воуег Р. ГЭ. )сд), ТЬе Ептупзеь ГЗМ ед ), то! 7, жиг прелаиденнео роли напряженно- а молекуле лизопима, чем сюричерр 666-868, Асадепис Ргеы с г и структур а фернан ппианом ката- скис ) Раыдиш Е И', Яалд-Че)г Т, Яаугггз лизе) М А..
1968. Оетоппгапоп о1 и'о!Галдел Я., 1972. Апа1ок арргоасйт Структура и мекаиизм дейстяии кярсагЬапиип юп тюпппйаге даппй го)Ьеыгистгео))Ьеггапьшопыатзп боксииеппьдазы А 1уьот)те сат!уыь. Рггк Ыаг Асад. ептуте геас6опь, Асс. СЬегп. Кеь., 5, 1?иггзсйа Е, А Глрьсошь И'. Х,. 1971 5сц 61, 1194 1198 10 18 СагЬохурсрьдте А а ргоге)п апд ап Яир)ез .1..4..
1967 ТЬе Ьзпсьпй апд Етийагд П Е, 1973 Ептутабс ептуте. Адзан Рта)егп СЬегп., 25. с1еата8с Ъу )уюгуте от Юасегу)- сага)уыь апд ггаппбоп-ага!с )Ьеогу, 1 78 !Обзор ланньп рентгенаструк81исаьапппе оьйоьассЬапдсь, Ргос. 8сзепсе, !80, 149-154 гуриого исслелоаани» зтаго ферменКау зос ГВ) 167, 416-428 !Прелата- хгсетнг' Г 1. Гаелйагд Ссб., 197!. Тье га. Даны атомные координаты.) алены результаты апьпои па гидро- го1е аГ ыгаш т сага)уьи Ьу )уьоаугпе, Миылгл М. И'.. Гимишига К. лизу а меченной 'ьО еоле, а также 1. Атег. СЬет. 5ос, 93, 3549-3550.
Канет Е Т.,1976 Мюьап!ьт о)аст!оп значения бе при сиязыааиии олигоса- 5гймд!ег М., Зйагол х., 1976. оГсагЬахурерпдте )п снег Ьудга1уызп харилоа и скорости гидролиза лиза- А ггапыпоп ьгаге апа1ой оГ !уьотулк Ргос 74а!. Асад 5с)., 73, 3882 3886 пиная ) сага)уыь ргерагед Пот )Ье Ьасгепа) сея ГПредстаилены доказательства абра- Еоы ЬО,,должал ЬА)., Масйт Р.,4., иаягеггтассЬапдс.!. Вго1 СЬет.,251, зоаания хоаалентного промежуточ- РЫ)йрг Р.С.. Т)гал Я., !974. Сгуыа) 4330-4335. ного продукта апетил — фермент при ыгисшге о1 а )уьатупге-геггатссЬапде И'атйе) А.,сгьзгг М,1976.ТЬеогспса) гидролизе зфираи,) )асюпе сотр)ех, Е Мо).
Вю)., 88, ьтсйеь о1 ептугпадс геаспопь: Вггз)оа я, Иеглггй Р.Г,1977 1)и!бед 349 †3 дк)ссгпо, е)ес1гоыапс, апд ыепс ркшгс аГ тесЬаппть аГ сага)уыь Ьу ыаЬз!ыапопоГ)ЬесагЬоп!итюпзппзе сагЬохурербдаье А, Ргсп Наг. Асад. Раль ияпрялтннасги структур при кя- геаспоп оГ 1уьотупзе. !. Ма) В~о)., 1ОЗ, зсг., 74, 1303 — 1307 !Прииелеиы талязе 27 — 249 )Приеслснм р. с еты, о- данные о ир ом г дро. зе епРаи!шд 1., 1948.
)Чагиге о1 1огсеь казыиаютие, что зле«тростагические гнилых субсграгоп и высказано предЬе)кесл )агйе то1сси)сь оГ Ь)о1ожса! факторы и большей мсрс спссоб- пала;кение а различии механизмоа тгегеьг, Ь)агнес, 161, 707-709 !Сапер- стаут~ образованию иона карбоння гилролиза»фираа и пептидов) Вопросы и задачи 1.
Предскажите относи)ельную скорость ! идролиза лизопимом следующих олигосахаридов (буквой О обозначен остаток Х-ацетилглюкозамина, буквой М вЂ” остаток )ч)-ат!етнлмурамовой кис- ЛОТЫ): а) М М-М-М-М-М б) О-М-О-М-О-М в) М-О-М-О-М-О 2. На основании данных, приведенных на рис. 7.18, предскажите, какие из участков связывания углеводов на лизоциме (от А до Е) окажутся занятыми при образовании фермент-субстратного комплекса со следующими олигосахаридами (сокращения те же, что н в задаче 1): а) Ст-О б) О-М в) О-О-О-О 3.
Предположим, что при синтезе гекса-ХАО гликозидный кислород между остатками сахаров Р и Е мечен изотопом '"О. Где окажется этот изотоп после гидролиэа гекса-)ч)АО лизоцимом? 4. Аналог тетра-)ч(АО, содержащий — Н вместо — СН,ОН при С-5 в остатке Р значительно сильнее связывается с лизоцимом, чем тетра-ХАО. Объяс- ните, какие особенности структуры лежа.) в основе этой разницы в сродстве связывания.
5. Сопоставьте коо ин ионные рд ац связи атома цинка в карбоксипептндазе А и атома железа в оксимиоглобине и оксигемоглобине. а) Какие атомы непосредственно связаны с этими металлами? б) Каким боковым цепям принадлежат связанные с металлом Группы? в) Какие другие боковые цепи в белках способны связываться с металлом? б. Экспериментальные данные в пользу прямого гидролиза (рис. 7.29) пептидов карбоксипептидазой А были получены в опытах по изотопному обмену с "О. Х-бензоилглицин, меченный "О по карбоксильной группе, инкубировали с карбоксипептидазой А. В присутствии 1.-фенилаланина ' О включался в Н зО.
Этого не наблюдалось, если вместо фенилаланина в инкубационную смесь добавляли Ь- ()-феиилмолочную кислоту. Прелложите наиболее простую интерпретацию этого эффекта. ГЛАВА 8. Активация проферментов: пищеварительные ферменты и факторы свертывания крови Ферментативно активная форма лизоцима возникает в результате спонтанного складывания молекулы с образованием характерной для этого фермента трехмерной структуры. В отличие от лизоцима многие другие белки сшгтезируются в форме неактивных предшественников, которые затем активнруются в результате расщепления одной илн нескольких специфических пептидных связей.
Если каталитичсски активный белок называется ферментом (нли энзимом), то неактивный предшественник фермента называется проферлгентом )или зимогеном). Активация белков путем специфического протеолиза-процесс, широко распространенный в биологических системах. Приведем несколько примеров. 1. 1)ищеварителъньге ферменты, гидролизующие белки, синтезируются в желудке и поджелудочной железе в виде проферментов (табл. 8.1). 2. Свертывание крови опосредовано каскадом реакций протеолитической активации, обеспечивающим быстрый и нарастающий по силе ответ на травму.
3, Некоторые белковые гормоны синтезируются в виде неактивных предшественников. Например, инсулин образуется из проинсулина в результате протеолитического улаления пептида. 4. Фибриллярный белок каллаген, содер- жащийся в большом количестве в коже и ко- стях, образуется из растворимого предше- ственника — кроко,глагегга.
Таблица 8! Профермеиты, снитезнруемые и желудке и иолжелудочиои железе Профермент (зимогеи) Место синтеза Активный фермент Пенсии Химотрипсии Желудок Полжелудочная железа Поджелудочная железа Поджелулочпая железа Пепсииоген Химотрипсиио- геи Грипсииоген Трипсин Прокарбокси- пептидаза Карбоксипепти- лаза 8.1. Активация химотриутсинегеиа происходит путем специфического расщепления одной пептилиой связи Химотрипсин — это пищеварительный фермент, гидролизующий белки в тонком кишечнике.
Как и ряд других проферментов и пищеварительных ферментов, он синтезируется в поджелудочной железе в форме неактивного предшественника — химотрипсиногвна. Вообще поджелудочная железа — это один из органов, наиболее активно синтезирующих белки. Ферменты и их предшественники синтезируются в ацинарных клетках поджелудочной железы (рнс.
8,1). Внутри этих клеток новосинтезированные белки транспортируются из эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи, где окружаются белково-липндной мембраной; так образуются зимогеновые гракулы, которые в электронном микроскопе выглядят как очень плотное тельца. Высокая электронная плотность зимогеновых гранул обусловлена содержанием большого количества белка (рис. 8.2). Зимогеновуле гранулы накапливаются в верхушке ацинарных клеток и затем под действием гормонального или Прозласт аза Эластаза Часть ! 152 Коиформацяя и динамика Поджелудочная железа Рнс.
8.1. Рнс. 8.2. 153 е к экдспназматмкескому ретикулуму Схематическое изображение секреции проферментов (зимогенов) ацинарной клеткой поджелудочной железы. (По рисунку, любезно предоставленному д-ром О. Ра(ак(е.) нервного сигнала секретируются в проток, ведущий в двенадцатиперстную кишку. Химотрнпснноген образован одной полипептидной цепью, состоящей из 245 аминокислот, Цепь связана пятью дисульфндными мостиками. Химотрипсиногеи практически полностью лишен ферментативной активности. Однако он превращается в активный фермент, когда под действием трипсина расупепляется пептидная связь между аргинином-15 и изолейцином-1Ь (рис. 8.3), Образующийся активный фермент, называемый я-химотрнпсином, действует затем на другие молекулы х-химотрипсина.
В результате удаления еше двух пептидов образуется стабильная форма фермента — а-химотрипсин. Дополнительное расщепление при превращении я-химотрипснна в и-форму в сущности излишне, поскольку л-химотрипсин сам обладает полной ферментативпой активностью. Поразительная особенность данного процесса активации состоит в том, что расьцепление всего лишь одной специфической пептидной связи превраи)ает белок из каталитичегки неактивной формы в полностью активную. 8.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
