Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Антонов В.К. -> "Химия протеолиза " -> 157

Химия протеолиза - Антонов В.К.

Антонов В.К. Химия протеолиза — М.: Наука, 1991. — 504 c.
Скачать (прямая ссылка): himiyaprotezana1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 151 152 153 154 155 156 < 157 > 158 159 160 161 162 163 .. 278 >> Следующая

Очевидно, что при расчетах не принимаются во внимание затраты энергии на конформационные изменения белка и субстрата и многие другие факторы, трудно поддающиеся учету. Эти затраты, по-видимому, важны для катализа.
6.7. Заключение
Изложенные выше сведения позволяют отметить следующие важные характеристики фермент-субстратных взаимодействий: а) связывание фермента с субстратом во многих случаях происходит ступенчато, причем за быстрой диффузионно-контролируемой стадией ассоциации следует более медленная стадия "подстройки" реагирующих веществ; б) в продуктивном фермент-субстратном комплексе возможно искажение структуры планарной амидной связи, претерпевающей гидролиз, так что она становится неплоской ("пирамида'лизация"); в) образование комплекса,
как правило, сопрововдается конЗ >рмационнцми перестройкам белка; эти перестройки обычно носят локальный характер; г) фермент-субстратный комплекс стабилизируется многими нековалентными связями; общая энергия этих связей превышает величину свободной энергии, измеряемую на основании, величин констант ассоциации фермента и субстрата.,
ХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ СУБСТРАТА
Образование продуктивного фермент-субстратного комплекса создает возможность для реализации следующего этапа каталитического акта - химического превращения субстрата в' продукты реакции. Эффективность такого превращения будет определяться состоянием каталитических групп фермента в комплексе, их расположением относительно гидролизуемой связи и состоянием самой расщепляемой связи субстрата. Отдельные вопросы, касающиеся механизмов этой стадии каталитического акта, освещены в обзорах [9,1405,1406,1613,3144-3149Ь
7.1. Состояние каталитически активных групп
Эффективный гидролиз амидов и других производных карбоновых кислот требует наличия в системе трех компонентов: нуклеофила, непосредственно атакующего карбонильный углерод гидролизуемого соединения; общего (или специфического) основного катализатора, способствующего отщеплению протона от молекулы воды или другого нуклеофила, и общего кислотного катализатора, стабилизирующего промежуточные структуры и способствующего отщеплению уходящей группы. Очевидно, что роль нуклеофила и общего основного катализатора могут играть группы, несущие отрицательный заряд или имеющие избыточную электронную плотность, тогда как в роли общих кислотных катализаторов могут выступать группы электрофильного характера, несущие легкодиссоциирующий протон.
Участвующие в катализе группы у представителей всех типов амидгидролаз в настоящее время довольно однозначно идентифицированы (см. разд.2.6). Однако их состояние и конкретная роль в катализе во многих случаях остаются предметом дискуссий.
У сериновых протеаз важнейшими каталитически активными группами являются гидроксильная группа остатка Seri 95 (по нумерации химотрипсина), имидазоль-ная группа остатка His57 и карбоксильная группа остатка Asp102. Кроме того, существенную роль в катализе играют амидные группы основной цепи белка -NH-группа Ser195 и NH-группа Gly193.
У цистеиновых ферментов эквивалентами первых двух групп служат SH-rpynna остатка Cys25 (нумерация папаина) и имидазольная группа His159. Группа, аналогичная Азр102 у цистеиновых протеаз, по-видимому, отсутствует, однако возможно участие в катализе карбоксильной группы остатка Asp158 [3150]. Аналогами двух других групп являются группа боковой цепи Gln19 и NH-группа основной цепи Cys25.
Аспартатные протеазы содержат две каталитически активные группы Азр32 и Asp215 (нумерация пепсина).
Металлзависимые экзопептидазы (карбоксипептидазы) содержат в активном центре ион Zn2+, и, кроме того, в катализе участвуют группы Glu270 и Arg127 (нумерация карбоксипептидазы А быка). У эндопептидаз этого типа наряду с Zn2+ имеется карбоксил остатка Glu143 и вместо аргининового остатка - остаток His231 (нумерация термолизина).
Кроме этих групп в активных центрах многих амидгидролаз методами кристаллографического анализа высокого разрешения обнаруживают связанные молекулы воды.
Таким образом, в качестве каталитически активных групп выступают остатки, весьма сильно отличающиеся по значениям рКа и, следовательно, по способности к ионизации в области pH, оптимальной для действия фермента.
Состояние ионизации каталитически активных групп зависит от конкретного их окружения в молекуле белка. Результаты исследования pH-зависимости катализа (см. разд.5.2), химической модификации [2344,2359,3151-31561, физикохимических исследований [2345,2347,2349,2350,2355,3157-3162] и теоретических расчетов [3163-31653 позволили достаточно надежно определить значение рК каталитически активных групп во многих амидгидролазах (табл.73).
Данные табл.73 нуждаются в некоторых коментариях. Основность серинового гидроксила в ферментах группы химотрипсина, трипсина и др. определить не
Таблица 73. Значение рК и состояние ионизации каталитически активных групп некоторых амидгидролаз
Группа Фермент рНопт Доля -заря Литера
женной фор турный
Предыдущая << 1 .. 151 152 153 154 155 156 < 157 > 158 159 160 161 162 163 .. 278 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed