Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Их назыаают «атал тическими группами. В качестве квталити ескик обы но выступают оногенные группы. Одне из главных задач Ори установлена механизма действия фермента — ндентифинац я функцнональиык трупы его активного центра, первую Очерюю кв алитических. На более примой путь— это спольэованне еобратимык нщбщороа, селектнаио олифицнрующ х определенные «мино ислотные Остатки. В одних случаях мплификаш я «аталитическнк групп оказывается аоэможной иследстаме их вмсокои реаицианноспособносмь в прутик она лпстнгаетсв в результате использования ннгибнтороа, свнзыеающнхся а активном центре. В саоте гога«и сэтим различаю две грунин необратимых нигибиюрзв.
Прсдставнтел пермзн группы не имеют структур. ного сходства с субстратом, но изб ра ельио моцифиг(ируют каталнти еские группы блашдаря аысокои реакциоиносгюсобнос послецних. В «вчест примера могкио привести модификацию динзоОропилфторф жфатпм унмкаль о Ре пн б рина в каталити геком центр» химотрипс на (рис. 891. Ин*ибт рм другой группы ишмютс» структурными «напомни субстрвто, содерл.алыми рев«ционноспособнме руппнроакн.
Эти пагиб торм сначала некоеэлентно связышются а зОне актнанОго центра, а затем благодаря наличию реакц юнносцособной группировки модиф пируют лпквлизоаанные и накодяш еся вблизи фумкциональиые группы, образу« с ними «Овалентные связи.
Рассматриааемыи подход нзшстеи под названием +аффннного мечеииа . илн биОспецифиеской алификации (см. с. !721. наибо.е аффективный метод идентификации функциона ных трупа вк и«ного центра — рентгеноструктуриый анализ. Нв основе ннфор внии о иространственнои структуре фермент.субстр* ного комплекса, азаимора положении каталитичесь к групп фермента н «такуемой связи субстрата а Ряде случае» удается расшифроаать механизм де«стаи фермента. ных растворах прн 37*С я ~яютс» значи ель о более эффективными, ем обычные х ические кателизат ры.
за счет его даст гнете» высо«ая к»талию ес«ая акгианосп ферме иго»7 Можно пе нес О с фв ров. к парме ревлизуютс» благодаря Образованию фермент-субстрвтн го «омплехса. факторы сближения, фикса гин н Ориентвц н. В рамках твори переходного состояния эти фактор а «Он«гном счете сии жаю энергетический барьер реакци . Связы ание субстрата а ак маном центре обеспечивает сблнв ение атакуемаи сааза с латалнтическимн гругпюми фермента, одновременно дост гветси фиксация суб:трата и его оптимальна» длн разрыва абра«па«ни» «»мисс« к связей ориентацнв. Кроме таге, это фактор изменения конформации фермента н субстрата. Д. кошланд сформулировал «О«- нег~пню мндуцироеанного соотаетствиаж согласно которои при сан«нюни» специфического еубстратв происходит такое изменение коне.
рмвции фермента, которое перемешает «вталитнческие груп. пы в п ло кение, Обеспечмеаюшее эффективное протекание катализа. Индуцнруе ые субстратом изменения «оиформацин фермента пронскпдят, вер мтно, в пределах тех состьянии, «отор е разре. еиы и лля свободного ферменгв. концепцию нндуцнр.ванного соотеетсп н могкно рассматривать ка развитие представши й Э. гх р*о «с й риц,дейст у шейк пр н пу ю вам окж большое зиа ение длн эффективносз дей т ия фермента мог ет иметь сопряженный «»слог«о-пснбаный катализ, а также нуклеофильныа катализ с образо»«пнем ревкцнтнноспособнопг проме у. то ною соединения.
Немалую роль траст и фактор м кр крепы. Совокупность факторов, анас»нюх вклад в помещение катал тическон активности фермеитод обеспечиюет снижение энергетического барьера ревкшн. Согласно по«учи»ней весьма широ«ое признание «анцепцни, сын«ение эиергетн ес«ого барьера досг . гастев б »годар» стабилизаннв переходгюго состояния нли.
точнее, благодер» прка«имен ю структуры субе рата в фермент-субсгратном комплексе к структуре переходного состояния. Нр ближенне к отру«туре переходного состояния требует а обвеем саучае затраты энергии; согласно россмвтр шммой концепц, необходимая энер. гин об«сне иваетсн за с ет части знер ни связывания субсграта с ферментом. Механизм действия ферментов раскрытие с помощью метала рентгеиоструктурного анализа прост»а»«тюк»ого строения ряда ферменто» явилось надегкной основой для построения рациональных схем механизма нх действии.
В одних сщчаяк этн схемы основы»«ются почти целиком иа анализ структуры фермент-субе«ратных «омплексов в ирнсталле, а в других — попель«уютен твк «» результаты исследований по к миасской моянф маци» ферментов, хи«»тике юпа нзируемых реакций н другие данные. Усшновление меканизма леис еив ф рментоа имеет хлю евое зиашн е для раскрытия структурно-функциональных вза мое»вши во многкестве биологи ески активных с стем. в два. ном разпеле приведены сидения о механизме действ»» ряда ферментоэг они могут служить иллюстрацией используемых гюдходо . лизоцим. лизоннм 1кф 32.1.171 обнаружен е разянчных тканях ж вогмык н рас ений, он находится а частности, в слезной жид- он ОН о с-м сн, н н о" н-н Н,5 н НАО .н — мм 55 АМ н,он НАО "с-о' о "--""нй н А 5.554 / у ~сн» н — н.
'с.-о".н. ау 4 сн с" б О' о с сн„ мн, О~ 55 С . " н нн, "о о .44 . С С о / о сн, о \ 'с / сн, сн,он м НАО о ' "Орс О о — н -.о .с" н, 55 о.-н.. о с" н нн, С * .55 НАМ О' 569 брооо рросро» ро 5 борков м НАФР Ру~ 5445* м рму рмр р — ур р м ом 190 е щпе чвп и кости и яичком белке. Лизоиям фуикц оиируст каь аитибактериамимй агеит, элталиэируи гидрол э иолисвхарида, входящего е госта» к то иых стеиок рлдв бактерии. Этот олисахар д обрв.
зован ерелуюшимися остатками 19-ацет лглюкозамииа (1(АС) и И-ацегилмурамаааа кислоты (Кдй(!. соединенными 11 1,4-глико. видной связью (вол«свкаридиые цепи сш ты коротки и пептид. иым фрагмеиза ) (рве, 95). Ввктеривльиый полисвхарид ивлиетси есьма слозкиым иераствпримым соединением, а сввзи с чем к гшчестее субстратои лиэоцима часто попользуются хорошо ~идролизуемые олигосакариды, ойраэовкииме оста~хами Кдб, Лизоцим йелкз куриных а ц обраэовзи едкой полипептидиой пядью, содермащей 129 амииокислотнык остатков его молекулярная масса озстаиляст 14 600. Первичная струитурв лизоцима апрешлеиа Р.
Иеиф лдом и А.У~ну в 1965 г. (рис. 96). Высокая епгй ьиость фсрмеитв обеспечивается иаличием четырех Лисульфипиых мостиков. Информация об активном цеитре и типе каталитиче ш процесса была получена Д. Филлипсом н согр. а 1965 г. ил пскове реипеиоструктурнык исследоввинй лиэоцимв (и его комплексов с иигийи тарами). Молекула лизоцима имеет форму зллипсоида с осям 4 5 х 3 х 3 им; меэклу двум» полови яами молекулы нахолится *щель . е р й ро . ол «е зыввиие шит с» р д Стен ш и образованы а основном боковым» цспвми иеполириык кминокислот, обеспечивающими связывание кепалярнык сэру ур субстрата, и включают твк ке боковые цепи полярник аминокислот, которые пг обнм обрезаем»ать зодер анне с»ахи с эдилами зимми и гидро и иы и руинами суб трать (рис.
95> Раз ер цели поз»оляе. разьыстипщ» молекуле олнгосахаридэ, содсржашси 6 остатков могюсэхаридон. Это согласуетс» с результатаьги «инетмчсскнк мсгл донаиий, а соотаетстнин с которыми с ор ють расщеплении слито меро» КАО с ачкообразиа озрастает при перекоде ат тетрасаха рида соедигыиинм. содержзи(им 5 или б мпиосехаридных остатпе. Методом реетгеиоструктурного а ализа устаноэнть характер сеяэывания субстрата, напрммер ге сасахаридэ НАОь не удается, поскольку он гидролизуется. В то «е время омпле«сы фермента с »нгцб»тором трнсахвридам ХАО, стабильны и кароше изучены.
НАОз сеязыэается а щели на позер«ности фермеша. ебрэзуп нопородные связи и аз«-дер-шэльсопы копшкты; прн згом о» эаполнпет только поло ину п(ели. е которой могут связаться еще три моносахарндных остзт«а (рис. 97>. Непжстанаалиеэюцаей кане» (сахар А) оказыщетс» у начала гцелп, а осстанаалиээющнй конец (сахар С) - в центральной ее чести; остатки сахарое А, В и С имею ~ ко«формацию кресла. Ппсгроение модели фермент-субстрат- ного «омпле са быю основано из предгюложеиии о том, что при связыеанин субстрата НАС« реализуются те же еэаимоцсйспия, что и при саязышни» НАО.. На модели фермента внутри щели бынр г ми щтримт «э р (абта мы «к с О, Е и РН каждый последующий сахар присоединялся таким обрезом, чтобы его «о»формация была такой лге (насколько это поэможно), ак у перэмк трех сахаро .
В состаае модельного омпле са есе ос атки сахаров реализуют эффе палые иекоэалентьм еэан одейстаия с бо«оеммн и пептндн мн группами амижткнслотных остаткоа, обрэзуюши» пыль. Пр» идентификации кеталитически» групп естестпенно было сосредоточить внимание нл тех из них, которые» фермент-субстратном омплексе находятся около расщепляемой гликазиднон сазан и могут слу «ить донорами или акцепторзми протпноа Оказалось, что по одну сторону от рэсщенляемои с язн, на расстоянии =. О,унм (от кислорода гликозидной сяязи), нходнтся «эрбоксильна» группа О>ц-35, а пп щэугую (на таком ке расстоянии) «эрбоксильиая групп» Азр-52 (рис. 97>, окружение их сильно рззличаетсн. О>ц-35 окружена гндрофобными остатками: жно предпола.ап что е оптимуме Рн фермента эта группа накопится е ненонизирозанном состоянии.
Окружение Аэр-52 выраженно полярноег се «арбо«сильная г) уцпв участвует ь ачестн» акцептара еодеродз а сложной сети аодороднык связей и функционирует. вероятна. в ионн»яры»и»ам состоянии. Предложена следующая скема каталитического процесса при гид>юлиэе олигосахарида (рпс. 95>. Неионизпроевнная карбосильнан групгм (Вч-35 нмступает е качестщ помора протона, поставляя его гли азндному атому «испорола между атомом Сгп сахара О и С, сахара Е (стадия общего «полетного катализа>; это приводит к разрыву глнкозидной спязн. В результате остаток сахар» О переходит в состояние к рб ати а с поло ительно заряженным атомом углерода С и и принимает ко»формацию полу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
