Химия протеолиза - Антонов В.К.
Скачать (прямая ссылка):
2.7. Конформационная подвижность ферментов
Известны многочисленные данные, свидетельствующие о подвижности груш в белковых молекулах и многообразии конформационных состояний белков в целом (см. обзоры: [1375-1379]. Во многих случаях изменение конформации происходит при изменении внешних условий (pH, температура и т.п.) или же при присоединении лигандов. Однако и при фиксированных условиях белки, по-видимому, существуют в нескольких или многих состояниях, взаимопревращения между которыми происходят достаточно быстро. Это следует, во-первых, из экспериментов по изотопному обмену протонов в белках, выявляющему наряду с быстрой стадией обмена также и более медленную стадию, которую относят к обмену протонов внутри глобулы, скорость которой лимитируется скоростью конформа-ционного изменения белка [13803. Во-вторых, такие изменения можно проследить, используя "репортерные группы”, введенные в белок, и исследуя спектральные или иные физико-химические изменения, происходящие с белком. Например, в случае модифицированной карбоксипептидазы удалось обнаружить рН-не-зависимый конформационный переход с кажущейся константой скорости около 5 с-1 [1381]. Далее конформационная подвижность в белках прослеживается методами ядерного магнитного резонанса высокого разрешения [1382] по положению и форме сигналов от отдельных атомов и групп. Существует много других способов констатации конформационных изменений в белках [1383-1385], рассматривать которые здесь не представляется возможным. Единственно хотелось бы упомянуть о принципиальной возможности априорного расчета относительно небольших белковых молекул, дающего сразу сведения об энергиях большого набора состояний белка и, следовательно, о его конформационных возможностях [153,1386], а также о возможности компьютерного моделирования подвижности белков методами молекулярной динамики [1387,1388].
2.8 Протеолитическая активность иных, чем амидгидролазы,ферментов.
Каталитически активные антитела
Способность катализировать гидролиз амидной связи была выявлена у ферментов подклассов 3.1 и 3.2, а именно у лизоцима [1389,1390] и холинэстераз [1391,1392]. Протеолитическая активность лизоцима может быть причиной артефактов при выделении микробных белков путем лизиса клеточной стенки бактерий этим ферментом.
В 1987 г. одновременно двумя грушами исследователей была открыта способность некоторых специально полученных антител катализировать гидролитические и другие реакции [1393,13943.
Метод получения таких антител заключается в иммунизации животных так называемыми аналогами переходных состояний субстратов (см. гл.Б). Например, для эфиров типа I такими аналогами служат фосфонаты II [1395]:
О
И
I
Удается найти клоны, продуцирующие антитела, активные в отношении гидролиза соответствующих эфиров и проявляющие свойства, близкие к ферментам. В частности, они обладают определенной стереоспецифичностью, способны осуществлять синтез амидной связи [1396,1397]. Каталитическая активность таких антител достигает шести порядков [1398]. Получены антитела с искусственно введенными имидазольными группами [13993 (см. обзор: [1400]).
2.9. Заключение
Гидролиз амидной связи катализируется многочисленными ферментами, разнообразие свойств и строения которых очень велико. Несмотря на такое разнообразие, большинство, если не все ферменты этого класса, можно свести к четырем основным грушам, отличающимся структурой каталитического аппарата и, по-видимому, механизмом каталитического действия. В каждой груше можно выделить несколько подгруш, ферменты которых заметно отличаются по своей первичной и пространственной структуре от ферментов других подгрупп той же группы. Однако в области активного центра, насколько можно судить по имеющимся сравнительно немногочислеишм данным, сходство остается еще весьма высоким. Более того, можно отметить определенные общие черты структуры ферментов, относящихся к разным группам. Все это, по-видимому, отражает единство функции амидгидролаз. Наблюдаемые отличия связаны, с одной стороны, с эволюционной предысторией данного типа ферментов, а с другой - с особенностями структуры субстратов этих ферментов. Поскольку структура самой расщепляемой амидной связи мало зависит от строения остальной части молекулы суб страта, важнейшие особенности катализа реакции гидролитического расщепления амидов должны иметь между собой много общего, и это общее и проявляется в сходстве активных центров амидгидролаз.
7. В-К. Антонов
©о
он
°2м^)>-о
Ч/°
он
Глава третья
НЕФЕРМЕНТАТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ. МОДЕЛИ
Современные представления о механизмах ферментативных реакций многим обязаны обширным исследованиям нефешечтативных процессов, катализируемых относительно простыми соединениями. Это особенно относится к гидролитическим превращениям производных карбоновых кислот, являющимся объектом детального изучения на протяжении нескольких последних десятилетий (см. обзоры: 18, 1401 -14063).
3.1. Термодинамика
