Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
Учет электростатических взаимодействий (в разбавленных растворах) может быть сделан на основе уравнения Дебая-Хюккеля [29601:
kd
lg — = zz А, (7)
где z1 и z2 - заряды взаимодействующих частиц; ц - ионная сила.
Это уравнение применимо при относительно высокой ионной силе (ц>0,01 [29611) и для растворов белков - вблизи изоионной точки, где общим зарядом белковой глобулы можно пренебречь. Вдали от изоионной точки значительное влияние на скорость диффузионно-контролируемых реакций будет оказывать общий заряд белковой глобулы, а не только локальный заряд в радиусе соударения. Учет этого обстоятельства приводит [29621 к довольно сложному уравне-
О
нию, графическое представление которого для частного случая (R^=25 А и Д2=3
о
А) показано на рис.92 [29бз1- Модифицированное уравнение (4), учитывающее эти и некииорые другие факторы было предложено в работе [29641.
РИС.92. Завиеимость фактора еффективности f =fe®/.' :т ггроизве цения зарядов белка и субстрата (я, ияние общего заряда белковой глооулы)
_з
Ионн! Я си, ia: 1- в отсутствии NaCl; 2- fO М;
3- Ю'2 М NaCl [2963]
Все эти дагнге позволяют оценить константу скорости диффузионно-контролируемых реакций как й, = 108-101° М~1 С-1 [2965].
а
Вязкость многих растворителей зависит от тем-пердтурн [2966]:
Ф
т] — Aq ftp* (8)
Подставляя это выражение в уравнение (6) и
2г, = 1пЯ + 1пГ - —. (9)
a RT
Отсюда видно, что .зависимость kd от температуры определяется в основном изменением вязкости. С этим согласуются прямые измерения вязкости раствора на каталитические константы ферментативной реакции (см..разд.4.4). Величина ср лежит в пределах 1-5 ккал/моль. Примерно в этом же диапазоне лежат свободные энергчи активации доффузиошо-контролируемых реакций.
6.2.2. Экспериментальное данные
Как видно из данных табл.67, скорость ассоциации во многих случаях сопоставима с ииффузиокдо-контролируемыми величинами, хотя для некоторых компле” сов наблюдаются отличия, которые нельзя объяснить вкладом электростатических взаимодействий. Особенно низк ie скорости, наблюдаемые для взаимодействия родамина 6G или димеризации химотрипсина, по-видимому, обусловлены лимитирующей стадией конформационного изменения белка [2565]. Скорости кон-'^ормгционныл изменений лежат в области 102—104 с-1 [2979].
Другая пшчина заниженных по сравнению со скоростью диффузии скоростей ассоциации м жег быть связана со ступенчатым ее протеканием. Подрибнее этот вопрос будет разобран ниже.
Имеется очень мало данных о температурной зависимости скорости ассоциа -ции. Было пмкчзано [2975], что при ассоциации субтилизина BPN’ с белковым ингибитором наблюдаемое изменение свободной энергии активации почти полностью определяется энтальпией активации (&G*=8,91 ккал/моль и hS*-2,4 э.е.).
6.2.3. Стадийность коиплексообразования
Появляется все больше данных о том, что белок-лигандные взаимодействия происходят в две или несколько стадий. Это вполне понятно, так как такое взаи-мод йствие сопровождается процессами десольватации реагирующих молекул, .образованием большого числа нековалентных связей и часто конформационными пе-
логарифмируя, получим:
Таблица 67. Константы скорости образования и распада комплексов
к1
амидгидролаз с лигандами: Е + L —* ЕЪ
Фермент Лиганд* V I Литера
М“1с“1 о турный
AJ1 источ
ник
Химотрипсин FATrpNH 6,2 • 106 2,7 ПО3 [2305]
AcPhepNA 1,5 • 107 4-Ю3 [2047]
AcTrpONp 1,3-Ю8 3,5¦103 [2967,
(6.107) (б.10Л) (2297)]
СРдСО-Д-ТгрОН 1 ,5•107 2,15 ¦ 103 [2968]
Профлавин 1,5•108 [2969]
Родамин 6G 1 ,2.102 з-ю_3 [2565]
BPTI 1 ,2.108 8,3•103 [2970]
Химотрипсин 3,7-103 0,68 [2971 ]
Трипсин BzArgpNA «10б - [2972]
SBTI 8,2.106 (2,2.10_Л) [2973,
(6,8.10б) (2974)]
BPTI 1 ,1 .10б ‘ 6,6-10“8) [2974]
LBTI 1 ,4-10б - [2973]
OTI 2,7 "106 - [2973]
Ангидро- BPTI 7.7.105 8,5-10-8 [2974]
трипсин SBTI 4-106 1 ,4*10-3 [2974]
