Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 31
Текст из файла (страница 31)
кресла. О рицательнып заряд арба сила ной ругшы Аэр-52 ствбилизируе карбквтион. Пошто« НАС (сахар» Е.> Р) диффундпрует из обласси актиеноп центр». Затем п реакцию еступеет моле ула воды; ес прото перекпдит к О)п-35, а ОН -группа «атому С„, пстатка О (стадм» общего основного «тализа). Остато НАС, (саха>м О >.С > В А> уходит из области акт»пиона ггеитра, и бмрм зо ращэ т одно е.
Рирюпуклеаза. Рнбонуклеаза (РНКаза) (КЮ 3.1.4.22) подгкелудочнон железы быка щлролизует межмуклеотндмые связи и РНК около пиримидиноаых заеньса, которые прн этом остаютс» этери- 19> Б о ог сека» Ро бе оэ (мтг тв тя ю фнцнроевннммн по 3'-ппломеиик Фермент нардау с другими нук- б лентами миро о используется при анализе структуры РНК.
РНКала образован» одной полигмптидипй цепью, салермашеи з (24 амииокнслотимк остатке вес молекулярная масса равна (3 ОВР в моле уле имеется четыре дисульфиднык связи. РНКаш является первым ферментом, для которого били установлена пер ичная отру тура. В коде зтня исследпвагмй У. Стейн и С. Мур разрабаталн современную методологию определения первичной структуры белков В (949 г. Р Мсррифилд с помошью тверлофазного метода псугцестеил пплньш кнмичес ий синтез «аталнтнческн активнои РНКазм (см. с. !45К На основании результвтоа нс«ледпвания ренвтурацни рибонуклеазы (см. с.
(05( к. Анфинсен впервые четко сфор улировал пред. ствюмнис о том, что пространственное строение бел в оврец лает си его первичной структурои. В 1958 ° . Ф. Ричарде ноквзал, что в определеннык условия» субтилизин расщепляет в РНКазе пепи дную связь А1а-20 Бег-21. 8(бразующнеся фрагменты были названы Б-аептидом (остатки 1 — 20! и Б-белком (остатки 21 .. 1281; за счет иековалентнмх вщимодейстнин фрэгментм образуют комплекс, названный РНКазой Б Этот комплекс обладает почти волной кателитической активностью нетканого фермента; е изолироввинпм энде 5-пептид и Б-белок неактивны.
Далее била усщховлсно, что синтетический пснтид, идентичный но последовательности фрагменту 5-пептида, содерл ашему остатки с! по 13, восстанавливает активность Б белка, однако более коротким пептил, содержащий остатки с ! по 11, такой способностью не обладает. Полученные данн е позволили еде вть заключение о тох(, что соотаегствующи» останги Н(э-12 или Мог-!3 (или оба этих пстатка! вхолят в активный центр фермента.
При исслелокаини гыняни» рН на активность РНКазм был» вывснен» налив» роль функциональны» групп белка с РК 5,2 и 6„8; это позволяло преаполэгать учестие в «атллиги соком акте РННаэа А ~ Субгцпиэии О О Б-Пщкид остатков гнссицииа. При карбокси «тилироваиии РНКазы и дацетатпм при РН 5,5, г. е. в условинх, гри которых преимущественно происходит модификация остатков гнстиднна, наблюдалась полне* утрата агтивности; мопифицирощниын фермент содерди 1 моль арбоксньгетнльных групп на 1 моль бел а.
В результате образуются две ькз юкарбо кон метил ирова нные формы фермента. В щпюй форм» «арбпксиметнл рованным лвлнется остато Нс-12, а в другои-- Нн-119. Преимущественно модифицировалс» Нн-119 Эти данные позволяли нредполапгть, что ас атки Нм 12 н Нн-119 находятся в активном центре и что олификацин одного из ник препитст уег медифи ации другого. В реэульта рентге оструктурных исследований, проведенных Г. Уикофом н Ф. Ричардсом бмло выяснено пространственное строение РНКазы 5 и комоле са РН Казы 5 с ингибиторами. Не рисунке 99 р ведено строение РНКаэы 5. Вицно, Ото миле ула имеет форму ппч и, а тивныи центр окализован а углублении. гпе находятся осте ~ и Нн-12.
Ни-119 и 1 уь 41. Предполагаемая схема аталнтнческого дрпцесса, осуществлнемо о РНКазои, дана на рисунке 1ОО. Гнщ;олив происходит в резуль тате со раненною дейс вия остатков Нн-12 н НЬ-119, осущы:тала б лс ч с«ж рою бас~нов г эч.сг га у зп и н к Н !1, 197 6 ло ес»» ро ь бел оь Ш"М !ШЕ!Г) Д Мм Мер м 9 ° в и к в 9 ЕВИ Р ю ю Ф Характерной чертой рассыатризаемого процесса »»ляется образование ковалентиопг инщрмеднгпв — вцилферменчи.
Апилируемвя итвлитичес«ая групп» была идентнфициршюн» - — остаток бег-!95. Механизм «»та»из«, осуществляемо о ферментом. был предложен ещ» до установления пространственной структуры белка, но позднее был уточнен. В частности, исследования с помощью мН.О позаолилн до«»зать образование вцнлфермента при гюцюлизе пептилов !В. К.
Антонен). Трехмерная структура «нмотрнпснна с разрешением 0,2 нм была установлен» мгсодам реитшиоегруктурного анализа Д. Блоу н спту. ющик кислотно-оснбвный катализ. На рнведенной схеме указаны стадии каталитического процесса; 1. Субстрат находите» н «ктивном центре, Нм-!2 н Нн-119, а та «е 1)з-41 располоягены около отрицательно заряженного фосфата. Х В результате действи» Н!ь-12 квк основаии», аюгептирующего протон от 2'-ОН-группы рибазы, и Нм-119 как «полоты, отдающей протон атому кислорода фосфвта, образуется сначала промшкуточный «омплекс, а затем 2',3«циклический бюсфат. 3. На место ушедшего продукта поступает воца. отдающа» про. тон НЬ-1!Я, в ОН --бюсфвту, одновременно прощи от НЬ-!2 переходит к кислородному атому рибозы, образуетс» второй пролукт, а фермент »овир»!цвете» и исходное состоя»и».
Химотрнпснп. Химотрнпсин 1КФ 3.4.213) секретнруетс» в форме проферме пв хнмотрипсиноген» под;келулочиой гкелезои позоночнык жииатных; активации профермента происходит в деенадцатмперстной кишке под действием трщкнна. Физиологическая функция химотрнпсинв си»роли» белков и полнпептидов. Химотрипсин атакует пймимушеспмнио пептидн е связи, образованные арбоксильиыми труппами остатков тире»и «а, три пгофана, фею\папанинаа и метис»низ. Ои эффе ткано гидролнзует также сложные эфиры щютеетствующих аминокислот. Молекулярная масса химотрипснна равна 25 Пво, молекула его север кит 241 амина копотный остаток.
Хнмотрипсин образогми тремя оолипептидиымв цепями, оторые сина«им дисульфидными мостиками. Пер»мина» струюура фермента Уста»палена Б. Хартли в 1964 г Функциональные группы а тиено о центра химотрипсииа иден. тифицироааны с помощью необрвтимык ннгибиторов. Остаток Вег-195 был модифицирован диизопронилфторфосфатом и фенилметилсульфофтормдом, в остаток НЬ-57 — - Н-пззил-).-фенилаланнл-хлорметилкетоном !см. рис. 59 н с. 171) .
Д»уытвлдйность про цыса «имотрицсннового гидролизв бмла обнаружена нри изучении кииепгки гидролиза п-нитрофенилацетлта. 190 в 197б г. Молекула имев форму зллипсонда с осами 5 4Х 4 ОХ 4 0 нм. Результаты «ристаллографическик исследовчний подтоердили предбе оптин з гюложение о тпм, что остатки Вег-195 и Нж-57 сближены. Нв ри. сун е 101 показан а тинный центр киматрипсина с фрагментом связанного субстрата.
Гидро снльнаи группа бег-195 и» однтсв на расстоянии 0,3 нм от атома азота имидазольного кольца Нн.Ю. Наиб лее и тереееым окатилось то абстонтельстео, что агом азота в положении 1 ельца наводится на расстоянии . 0,20 нм от атома ислорода «арба сильной группы боковой цени Азр-102 и занимает изложен и», благоприятное длн образованна водороднпй связи. Следует отметит\ что кимические исследования не могли выявить н к я с, ье участия дзр-102 в функционировании активного центра, постольку ыы, Пке'г з «к ° . этот остаток погружен внутрь молекулы.
В настоящее время с и- г г* ее ° ° — СН,-О %:.,~м — Сн — 0 ВН Я вЂ” + Н 1 ! с,в .„, С290 2:. з *1тт р~4„',й::,: Н Д тто 0 г"Нг 2. » лту см 1 * гаетс», что тр» остатка Агр-192. НЦ.57 и Зег-!95 бр у«м систему переноса заряд», «егора» играет решаюшую роль в процессе катализа. Функцмоиирование системы обеспечивает аффективное участие Н(з- г в катализе в качесцм ислотне основного «атализатора и повышает реа цномную способность Зег.!95 кв ну леофилв. В процессе «ашлитичес«о о акта происходит приблмженнс «ислородною атома 5»г-195 «карбокснлыюму углероду атакуемой связи Схема каталитмческого процесса приведена н» рисунке НН. Ключевым злемемтом »власте» шренос протопает Зег-195 к Ни-57. Одновременно происходит атака атомом кислорода серина арбоинльио~ о атома углерод» субстрата с образованием сначала проне. жугечного тетрвэдрического соединени» П), а штеп ацилфермеита (2). Нв следуюшей сталин происходит деацилнроазние.
Молекула вгдм занимает в а тинном центре место ушедшего амннного продукта (3). Протон от молекулы «оды поступает в систему пере- маса заряда, а нон ОН одно»реме»но атакует «врбонильный атом углерода ацильной группы аг(нлфермент» Как и на стадии вншшроааммя, образуется нромегкуточно» тетра»ври еское соединение (4). Затем Нп-57 поста«апет протон атому кислорода бег-(95, в результате чю э освобождается ацильный гролукт", он днффундирует е растпгр, а фермент возвращается в исходмое состояние. Карбоксипсгпи»взз А. Карбо сипептндаза А (КФ 3452.2) секретируегся в иде профермента поджелудочной железой позаоночнмх животнык.
Образование активнно фермента происходит 6 ж г с ея роя балков Р !Ох стр к Рв , «. О)уюту. с' „=7 и ~,7 у нн снз 'снг а !),е уч (у 'и и тг. гла сн,— сн в топком киючмиике пр у астии яи отрипсииа Фермеит цоследовательио юшепляет от оеотилкой цепи осгат и С- пнцсвык амиипкислот, т. е, является экзопецтидазой, Карбоксипепгидаза А образована одияочиой полипептидной цепью, содермагцей 307 амииокислотнмя остатков; моле уляряая масса ее равна 34 470. Дмииокислотивя последовательность бел а была установлена в !949 г.
Р. Вред лоу и сокр. Выяснение меланизма действия ферменте оказалосыюзмомиым толь о после проведении реизтеиоструктуриык исслеловаиий. Про- гы зто МГ - 4 г <ю-ф~ «ф г а ги г г яию г Фц ) странсгвеиная структур» фермента и его комплекса с дноептидом С(У.Туг (модель субстрата) бьиа установлена (с разрешением 0,2 и) У.
Лнпсютмбом н сотр. 1967 г. Молекула фермента имеет форму эллипсоида с осями 5,0Х4,2Х5,В»м; «ктманый центр н»- ходится а углублении, переходящем в глубокий иеполярный «армаи. В зоне акт ююго центра лакал занан а цинка (его лигаидамг являются бокавм» це»и остатков ОЬ-72, Ны-(96, Н>з-69 молекула воды), а также фув циональнме групвы, утвст ующне с взывании субст)мтз «втализе,-- »стэг««Агй-)45, С)п-270 и Туг.248 201 Ь о юг еска роа 6 тк О-~ ~~-Сн "— и тп 11» О Рн СН вЂ” снг ' Щ..гш Н О, Р l щ гго СН« .)м (рис. !02).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
