Биохимия 1 (1984) (1128709), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Связавших ингибнтор? д) Если [э1= 3.10 ' М, то какова доля молекул фермента, связавших субстрат в присутствии 2 10 М ингибитора н в отсутствие его? Сравните соотношение полученных величин с соотношением скоростей реакции при тех же условиях. 4. Анализировали кинетику фермента, рассмотренного в задаче 3, в присутствии другого ннгибитора, добавленного в концентрации 10 ' М: 13), М Скорость реакции, мкмоль/мин бев ингибитора с ингибито- а) Каковы значения 1'.„и Км в присут- ствии ннгибитора? Сравните их с вели- чинами, полученными в задаче 3.
б) Каков тип ингибирования? в) Какова константа диссоциации этого ингнбитора? г) Прн Я = 3 10 ' М какая доля молекул фермента связана с субстратом в присутствии !О 4 М ингнбитора? В отсутствие его? 5. График в координатах 1/Р против 1/(Я называют графиком Лайнуивера-Берка.
Кинетические данные можно изобразить также в координатах 1' против )?[Я, т.е. в координатах Эди— Хофсти. а) Преобразуйте уравнение Михаэлиса— Ментен так, чтобы получить Р как функцию г/Я. б) Каков физический смысл наклона кривой и точек ее пересечения с осью х н осью у на графике !'против )?Я? в) Изобразите, как должна выглядеть зависимость 1'от )ЯБ! в отсутствие ингнбитора, в присутствии конкурентного ннгибитора, в присутствии неконкурентного ннгибитора? 6.
В случае аллостерических ферментов ингибнтор в низких концентрациях часто оказывает активирующее действие. Почему? (Подсказка: подумайте об аналогии с СО-гемоглобином.) 7. Гормон црогестерон содержит две кетонные группы. О свойствах рецепторного белка, узнающего прогестерон, известно очень мало. Боковые цепи каких аминокислот могли бы образовать волородные связи с прогестероном при рН 7? (Примем, что боковые цепи в белке-рецепторе имеют те же значения рК, что и в свободных аминокислотах, растворенных в воде.) 8.
Допустим, что субстраты А и В конкурируют за фермент. Составьте выражение, связывающее соотношение скоростей использования А и В ()х/)в) с концентрацией этих субстратов н с величинами их )гз н К„. (Подсказка: выразите )'„как функцию /гз/Км для субстрата А и затем сделайте то же для субстрата В.) Можно лн считать, что специфичность определяется только Км? Дополнительные вопросы см.: зч'оод ЪЧ. В., %!Ьоп э. Н„Веппоэч й.М., Ноод 1..
Е., Вюсйеппагу: А РгоЫегпз АрргоасЬ, Веп)ашш, 1974, гл. 6 и 7, а также Мопгйогпегу К„бнепзоп С.А., Опав!)гаг)че РгоЫешз ш 1)зе ВюсЬеш!са! бс)евсея, 2пд ед., Егеешап, 1976, гл. 11. ГЛАВА 7. Механизм действия ферментов: лизоцим и карбоксипептидаза В !922 г, лондонский бактериолог Александр Флемин) (А. г )еш1пй) простудился. Он был не из тех, кто упускает случай, и быстро сообразил, что может использовать свое недомогание как возможность провесзи эксперимент. Поместив несколько капель носовой слизи на чашку, где выращивались бактерии, он через некоторое время с волнением обнаружил, что вокруг слизистых выделений бактерии растворились, Флеминг предположил, что в слизи, вероятно, содержится универсальный антибиотик, поиском которого он как раз занимался. Флеминг установил природу антибактериального вещества; это был фермент, который он назвал лнзоцимом — лито, потому что он растворял (лизировал) бактерии, цим (зи.и ), потому что он был ферментом (энзимом).
Флеминг открыл, кроме того, новый вид бактерий, особенно чувствительных к действию лизоцнма; эти мелкие окру1лые бактерии он назвал М)сгосоетих !)зоЫе(кг(сих ("ое1)гг1)гоз" — способный показывать). Флеминг обнаружил, что много лизоцима содержится в слезах. Слезы получали от добровольцев, которых подвергали «испытанию лимоном» вЂ” закапывали в глаз немножко лимонного сока. Тогда же в журнале «Яг, Маггу'з Нозрйа! Оатег)е» была помещена карикатура, изображающая детишек, пришедших ради нескольких пенсов в лабораторию Флеминга, где один сотрудник их колотит, а второй собирает слезы! Флеминг был, однако, разочарован, когда обнаружил, Часть ! )32 Конформации я динамика 7.!.
Лизопнм расщепляет клеточные стенки бактерий Лизоцим растворяет клетки определенных видов бактерий, расщепляя полисахаридныи компонент клеточных стенок. Функция клеточных стенок бактерий — обеспечение механической прочности. Бактерия, лишенная клеточной стенки, обычно лопается изза высокого осмотического давления внутри клетки. Структуру клеточных стенок бакте- Элект ронная микрофотография изолированных клеточных стенок Мгегогогсиз !)лойе(хг(- киж (Печатается с любезного разрешения д-ра гЧ.
Я1агоп.) Рис. 7.1. что лизоцим не эффективен в отношении наиболее опасных микробов. Спустя 7 лет он все же открьш высокоэффективный антибиотик- пенициллин, поразительным образом подтвердив замечание Пастера, что случай является к тому, кто его ищет, сн,он Н Н Н Н вЂ” Н О=С СН Н ацвтвагввжозамин (ндп! СН ОН Н дующихси остатков )т)АМ и )чАС, соединенных гликозидными связями р (1 4]. Далее, отдельные цепи полисахаридов соединяютса поперечными сшивкамн из коротких пептидов, прикрепляющихса к остаткам )ь)АМ, 7изоци.и гидролизует гликозидную связь межд! С-! А>АМ и Г-4 )тА6 (рис. 7.4). Другах гликозидная связь между С- ! )чАС и С-4 )х)АМ вЂ” при этом не расщепляется.
Субстратом лизоцима служит также хитии полисахарид панциря ракообразных. Хитин состоит только из остатков )чАС, соединенных между собой гликозилными связями (3 (1 4). Н О=С сн Н.ацвтиамурамовав киоаота (нам! Углсво>тныс остатки в полисахариде клеточных стенок бактерий. Рис. 7,2. рий мы подробно рассмотрим в одной из следующих > лав. Здесь же остановимси только на структуре их полнсахарилного компонента. Полисахарид клеточной стенки содержит лва типа сахаров: >т'-ацети,тг.никита.иин ()т) АС) и (ц-ицетит и урииовуи> кислоту ()ь(АМ). Оба сахара являются производными !люкозвмина с ацетилированной аминогруппой (рис.
7.2). В )х)АМ углерод С-3 угле- водного кольца образует эфирную связь с боковой цепью лактата. В клеточной стенке бактерий )з)АМ и )ь(АС соединены г>шкозидной связью между С-1 одного углеводного остатка и С-4 другого. Атом кислорода в гликозидной связи располагается либо выше, либо ниже плоскости, в которой лежат углеводные кольца: при а-конфигурации атом кислорода расположен ниже плоскости сахара, при (3-конфигурации — над этой плоскостью (более подробно о свойствах и номенклатуре сахаров см.
гл. 12). Все гликозидные связи в почисахаридах клеточных стенок имеют ()-конфигура>гию (рис. 7.3). )х(АМ и )т(АС расположены поочередно. Итак„ полисахарид клеточной стенки бактерий представляет собой полимер чере- рггвикозиаиаа связь СН ОН сн,он Н Н>С вЂ” С вЂ” Н О=С СООН СН, ндм О=С СН, нап Рис. 7.3. )т)АМ связана с )т(АС глнкозидной связью ))(1 4). 7. Механизм действия ферментов 133 7.2.
Трехмерная структура лнзоцима Лизоцим — относительно небольшой фермент. Лизоцим, вылелепный из белка куриных яиц, где он содержится в большом количес>ве, представляет собой одну полииептндную цепь нз 129 аминокислотных остатков и массой !4,6 кДа. В молекуле лизоцима имеется четыре поперечных дисульфидных мостика, обусловливав>щих стабильность фермента, Последовательность аминокислот в лизоциме показана на рис. 7.5.
В ! 965 >. Дэвид Фнллипс ((3. РРД11цъ) с со>рудниками определили трехмерную структуру лизоцима. Так впервые была получена кар>а высокого разрешении зли белка, обладающе> о фермснтативной активностью. Молекула лизопима оказалась компактной, приближенно зллипсондной формы размерами 45 х 30 х 30 А. Как показано на рис, 7.7, укладка полнпептилной пепи носи> ада сн,он ЦАМ сн,он цда сн,он МАМ сн,он н — н о=с сн, н — н о=с сн, н — н о=с сн, н— о=с сн, сн,он сн,он сн,он сн,он н н — н ! о=с сн, ЦАМ н — н ! о=с сн, Яда и — н о=с сн, цда н — н ! о=с сн, КАМ Рис. 7.4. Лизоцим гидролизует глнко- зндную связь между ХАМ и ХАО (й — лактильиый оста- ток ХАМ).
очень сложный характер. В ней содержится гораздо меньше п-спиралей, чем в миоглобине и гемоглобине. В некоторых участках полипептидная цепь имеет вытянутую конформацию. В одном из этих участков цепь делает поворот и идет в обратном направлении параллельно самой себе; при этом два параллельных тяжа соединяются водородными связями, образующимися между пептилными группами. Такие участки «шпильки для волос» подобны упоминавшимся выше аньпипараллельным 5-складчинным слоям — регулярно повторяюшимся участкам вторичной структуры в белке шелка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
