Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
Сравнение скоростей катализируемых амидгидролазами реакций гидролиза со скоростями соответствующих модельных реакций показывает, что эффективность этих ферментов составляет 107-1012 (табл.50).
Возникает вопрос, какова может быть предельная скорость реакции при ферментативном гидролизе? Очевидно, что в простейшем случае двухстадийного ферментативного процесса
Таблица 50. Эффективность некоторых амидгидролаз
Фермент Субстрат fecaf °"1 ---Ь Й JK , 2? . * Лите
О cat m cat ратур
ы ный
м M_1с-1 К к
m п
Химо т 27,1 4,1 -ю~3 6,5-Ю7 1,3'Ю9 [2044]
ГаТг^ОМе
трипсин AcTrpONp 30,5 2-10-3 1 ,5-Ю7 2,7-10б [1761 ]
AcProAlaProPhe-PheNH г 8,0 0,21 3,8-Ю4 1,15•108 [1841 ]
Субти- * 1,35-10 5 48,5 2,8-Ю6 5,5 • 107 [2045]
лизин AcGlyGlyPhe(NOg)0Me
Карлс
берг
Термо- Ac(А1а)30Ме 2,05•103 1,5 1 ,36-10б 2,7-107 [381 ]
миколин V
Папаин ZGlyTalGlu-Leu-Gly 8,9 2,9 3,1 -103 5,1 -1012 [1819]
Пепсин Ў 282 0,04 7-106 4,8-ю11 [1878]
ZAlaAlaPhe-PheOpp
Со2+- Ў 283 0,3 9,4 • 105 3,1 -1010 [1738]
карбок- ZGlyGly-Phe
сипеп-
тидаза
А
Карбок- Ў 426 0,086 4,9-106 1 ,65 -1011 [2046]
сипеп- BzAla-Arg
тидазэ
Б (че
ловека )
0-Лак- Бензилпенициллин 2000 0,02 1 -108 1,1 -109 [1856]
тамаза
Ренин Ангиотензиноген 50 0,001 5-107 3,4-1012 [923]
*Константы скорости неферментативного гидролиза (Й , М" 1 с 1) приведены
в табл. 26 и 29, а также в работах [1533,1570]. п
I ?L
Е + S -с-----» ES--------- Е + Р
*-1
общая скорость реакции будет определяться значениями й и й2 и не может
быть выше, чем одна из них. При увеличении константы й_ величина й ./К =
* с. сах ш
_1+й?) будет стремиться к 2?1 и достигать этого значения при й2>>й_1 [2047]. Таким образом, *cat/#m не может быть выше, чем й.,. В свою очередь значение й1 лимитируется скоростью диффузии и для белок-лигандных взаимодействий нэ превышает величины 1-109 М_1с~1 [1733]. Отсюда следует, что и
константа скорости второго порядка не может быть выше этого значения.
Как видно из табл.42 и 50, для некоторых катализируемых амидгидролазами реакций скорость приближается к диффузионно контролируемому лимиту. Были получены [2048,20493 прямые подтверждения тому, что скорость ферментативной реакции может контролироваться диффузией. Изучение [2048] зависимости вели-чии йса1./Кт для гидролиза бензилпенициллина (2,35-107 М-1с~1) и цефалориди-
на (1-104 М~1 с-1), катализируемого (3-лактамазой от вязкости среды показало, что увеличение вязкости (т.е. снижение скорости диффузии) влияет на гидролиз быстро гидролизуемого субстрата и не влияет на медленный субстрат. Прямое определение й для этих субстратов дало значение порядка 1,7-107
irV1.
4.5. Сравнение эффективности и специфичности амидгидролаз
Эффективность амидгидролаз превосходит эффективность соответствующих модельных катализаторов в 107—1012 раз. Сериновые протеазы тяготеют к нижнему пределу этого интервала, тогда как аспартатные и металлсодержащие - к верхнему пределу. Несмотря на относительно невысокое значение йоа1./Кт для папа-/ ина - представителя цистеиновых протеаз, его эффективность одна из самых высоких за счет низкого значения каталитической эффективности тиолов в гид-.ролизе амидов. Интересно отметить, что эффективность сериновых протеаз в /общем мало зависит от типа расщепляемой связи.
