Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
~ ДС, ккал/моль
Рис.84. Зависимость свободной внергии комплексообразования ароматических соединений с химотрипсином от площади их поверхности [2413,2555]
I— пентан; 2- бензол; 3- циклогексан;
4- толуол; 5- хлорбензол;
б- нитробензол; 7- етилбензол; в- инден; 9- нафталин; 10- азулен;
II- антрацен
Существует определенная зависимость мевду площадью поверхности ингибитора и прочностью образования фермент-субстратного комплекса (рис.84) [2413, 25553, однако важнейшую роль в связывании играет их гидрофобность (рис.85 [2554,25561. Полярные заместители в ароматических соединениях очень мало влияют на эффективность комплексообразования. По-видимому, фермент "экстрагирует" лишь гидрофобный остов молекулы, тогда как полярные участки остают-
Рис.85. Зависимость относительных констант ассоциации производных фенола (RCgH^OH) от гидрофобности заместителя
Заместитель (R): Н (1), 4-КН2 (2),
4-C0NH2 (3), 4-ОН (4), 3-ОН (5),
3-ОМе (6), 4-Ме (7), З-Ме (В), 2-С1 (9), 2-Бг (10), 4-С1 (11), 4-Вг (12),
2.4-С1 (13), 2,4-Вг (14), |3-нафтол (15)
ся гидратированными. Аналогичные зависимости наблюдаются для алифатических спиртов [2553,25563 и других соединений. Связывание спиртов характеризуется значительным положительным изменением энтропии системы [2556,2557 3-
Ферменты, в комплексообразовании с которыми важную роль играют электростатические взаимодействия, эффективно ингибируются органическими соединениями, содержащими заряженную группировку. Это видно, например, из данных по ингибированию такими соединениями трипсина и ряда трипсиноподобных протеаз [2558,25593 (табл.59).
Таблица 59. Ингибирование трипсиноподобных ферментов амидинами [2558]
Фермент , мкМ Фермент К , мкМ
Бенза- 5-Амидино- Бенза- 5-Амидино-
мидин индол мидин индол
Трипсин быка 35,2 29,1 Калликреин 933 1,2
Тромбин быка 332 7,7 Акрозин 4,0 0,5
Тромбин 235 7,9 Плазмин 207 112
человека
Фактор Ха
человека 182 5,45
Особую группу ингибиторов составляют некоторые красители, эффективно связывающиеся с рядом протеолитических ферментов (табл.60).
Особенностью этих соединений является значительное изменение спектров поглощения или флуоресценции при связывании с ферментом. Этот спектралы^лй сдвиг трактовался [2567] как следствие изменения диэлектрической проницаемости среды при комплексооОразовании красителя с белком, причем свойства активного центра химотрипсина в этом отношении близки к свойствам циклогек-сана. Однако спектральный сдвиг красителя, по-видимому, определяется не столько диэлектрической проницаемостью, сколько" показателем преломления среды [25683.
Таблица 60. Красители - ингибиторы протеаз
Краситель Фермент Et. М А. Литера
max турный
комплекса источник
Профлавин Химотрипсин 2,5-10“5 465 [2560,2561]
II Трипсин 3,4-10-5 469 [2560]
Тионин II 45¦10-5 625 [2560]
" М 3,4-10-5 622 [2562]
Акрифлавин Пепсин 6.10-Л; 476 [2563]
*1 II _1 ,2.10-Л
Бриллиантовый зеленый Химотрипсин - 420; [2564]
625
Родамин 6G И 0,8-10-5 542 [2565]
Пурпурный Бибериха II - 420; [2566]
625
Неспецифическому ингибированию подвержены не только сериновые протеазы, но и представители всех других "рупп амидгидролаз. Так, диоксан [2336], спирты [25693, фенолы и другие ароматические и циклоалифатические соединения ингибируют активность пепсина. Спирты подавляют активность лейцинамино-пептидазы [2570], причем их эффективность коррелирует с длиной алифатической цепи.
Хелатирующие агенты также можно рассматривать как неспецифические инги-
биторы металлсодержащих амидгидролаз, поскольку их ингибирующая способность определяется общим для них свойством звязывать ионы тяжелых металлов [2389, 2486,2571].
Одновалентные катионы в ряде случаев способны подавлять активность про-теолитических ферментов. Так, отмечено подавление активности гландулярного калликреина ионами Na+ и К+ в физиологических концентрациях [2572], а также ингибирование этими ионами активности мультикаталитических протеиназ (про -теосом) [25731 -
Тип ингибирования зависит не только от структуры ингибитора, но иногда и от структуры субстрата. В качестве примера можно отметить [25743, что ингибирование пепсина этанолом носит чисто конкурентный характер в отношении гидролиза ZPhe(N02)А1аАрш и чисто неконкурентный характер в отношении гидролиза ZAlaPhe(N02)Apm.