Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Антонов В.К. -> "Химия протеолиза " -> 178

Химия протеолиза - Антонов В.К.

Антонов В.К. Химия протеолиза — М.: Наука, 1991. — 504 c.
Скачать (прямая ссылка): himiyaprotezana1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 172 173 174 175 176 177 < 178 > 179 180 181 182 183 184 .. 278 >> Следующая

Табл.12 показывает, какое разнообразие амидгидролаз представляет природа. Экстраполяции наших знаний на все эти объекты вряд ли оправдана.
7.11. К вопросу об эволюции
химических механизмов амидги>рогаз
Нет сомнения в том, что процесс протеолиза должен был происходить еще на самых ранних этапах химической эволюции. В этот период гидролиз пептидных связей мог катализироваться относительно простыми предшественниками протео-литичепких ферментов, вероятно, системами, использующими атомы тяжелых металлов. Ь настоящее время нам известны по крайней мкре четыре типа весьма сходных механизмов гидролиза. Установить эволюционные отношения между ними весьма сложно. Во-первых, трудно установить иерархию механизмов, т.е. утверждать,- что один механизм совершеннее другого. По-видимому, отсутствует существенная разница в эффективности катализа разными протеазами, если использовать в каждом случае "идеальный” субстрат. Во-вторых, сейчас еще мало данных о типах протеолитичепких ферментов у разных видов организмов, отличающихся длителы.остью своей истории. Можно лишь высказать некоторые соображения по повода эволюционных взаимоотношений амидгидролаз. Так, до сих пор не обнаружены аспартатные протеазы у прокариот. Этот тип ферментов широко распространен у низших грибов, млекопитающих, рыб и других животных, а также встречается у некоторых цветковых (насекомоядных) растений. Можно полагать, что аспартатные протеазы возникли на более поздних этапах эволюции, но не потому, что этот тип катализа более совершенен, а потому, что он приспособлен к определенным условиям, с которыми не сталкивались примитивные организмы.
Растения преимущественно содержат цистеиновые ферменты. Последние также широко распространены в тканях животных,-но встречаются у некоторых бактерий и даже у вирусов.
Сериновые' протеазы встречаются как у прокариот, так и у эукариот. Проте-
азы насекомых, хотя еще и недостаточно изучены, но преимущественно относятся к сериновому типу. Не менее широко распространены и металлзависимые протеазы. Здесь мы находим и ферменты микробов, и ферменты, функционирующие в тканях мозга. Из общих соображений заманчиво отнести именно этот тип протеаз к эволюционно древнейшему. Сходство структуры активных центров металлза-висимых и сериновых протеаз, с одной стороны, и металлзависимых и аспартатных - с другой, наводит на мысль о том, что металлзависимые протеазы могут быть общим эволюционным предшественником этих двух типов ферментов.
Сейчас можно лишь надеяться, что дальнейшие исследования амидгидролаз разных типов живых организмов позволят составить более полное представление об эволюции химических механизм^з протеолиза. Эта проблема будет затронута ниже (разд.8.7) в связи с представлениями об "идеальном" ферменте.
7.12. Заключение
Химическое превращение субстратов амидгидролаз осуществляется при участии каталитически активных групп фермента, функционирующих как нуклеофильные, общие основные и общие кислотные катализаторы. Характерной особенностью катализа, по-видимому, является действие нуклеофильной группы на резонансно дестабилизированную связь в продуктивном фермент-субстратном комплексе. Элементарный акт химического изменения субстрата должен в этом случае проходить со скоростями, близкими к скоростям диффузионно контролируемых процессов. Гидролитическая реакция - многостадийный процесс, проходящий обычно через образование тетраэдрических промежуточных соединений, скорость образования и распада которых определяется структурой субстрата и, главным образом, свойствами уходящей группы.
По типу катализа амидгидролазы могут быть разделены на две большие группы - ферменты, функционирующие по типу ковалентного катализа, когда каталитическая группа фермента образует ковалентное промежуточное соединение с субстратом, и ферменты, функционирующие по типу общего основного катализа, когда группа фермента способствует отщеплению протона от молекулы воды, выступающей как нуклеофильный реагент. Несмотря на эти различия, в механизмах действия всех изученных амидгидролаз можно усмотреть много общего. Возможно, что эволюция химических механизмов амидгидролаз восходит к одному общему предшественнику.
СПЕЦИФИЧНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ. ТЕОРИИ И ГИПОТЕЗЫ
В настоящее время имеется множество теорий и гипотез, цель которых объяснить уникальные свойства ферментов - их специфичность и эффективность (см. обзоры: [9,1402,1613,2410,2450,2846,3345-3348]). Во многих случаях эти теории и гипотезы отличаются одна от другой лишь терминологией, так как основаны на одинаковой трактовке физической сущности рассматриваемых явлений.
Сравнивая каталитическое действие фермента на разные субстраты (специфичность) или сопоставляя его с модельной неферментативной реакцией (эффективность), оперируют каталитическими константами первого № t) или второго (ftca-t/®m^ П0РяДка и константой скорости неферментативной реакции, которая может иметь псевдопервый шщ второй порядок. При сравнении с модельной системой обычно считают, что рассматриваемая модельная регкция протекает через те же промежуточные продукты, что и ферментативный процесс, т.е. является конгруэнтной.
Предыдущая << 1 .. 172 173 174 175 176 177 < 178 > 179 180 181 182 183 184 .. 278 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed