Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Березин И.В. -> "Иммобилизованные ферменты " -> 50

Иммобилизованные ферменты - Березин И.В.

Березин И.В., Клячко Н.Л., Левашов А.В., Мартинек К. Иммобилизованные ферменты — М.: Высшая школа, 1987. — 159 c.
Скачать (прямая ссылка): imobilizivanniezovanniefermenti1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 66 >> Следующая

Гидролиз пептидных связей, протеолиз и автолиз. Некаталитическое
расщепление пептидных связей проходит в очень-жестких условиях. Так,
полного расщепления полипептидной цепи на отдельные составляющие
аминокислоты добиваются лишь путем длительного (многочасового) кипячения
раствора белка в концентрированной соляной кислоте. В несколько более
"мягких" условиях, при нагревании белковых растворов при нейтральных или
слабощелочных pH и температуре 80-100°С, гидролиз пептидных связей либо
проходит лишь незначительно, либо его вообще не наблюдается. Из всех
пептидных связей наиболее лабильными к высокотемпературному гидролизу,
как правило, оказываются те, которые образованы остатками аспарагиновой
кислоты.
Однако гидролиз пептидных связей в белках может происходить и при
нормальных условиях - комнатной температуре, нейтральных значениях pH.
Это является результатом работы протеаз - ферментов, созданных природой
для деградации других белков в мягких условиях. Поскольку в любых (даже
высоко-очищенных) препаратах белков могут находиться протеазы в качестве
сопутствующих примесей, при изучении механизмов инактивации необходимо
учитывать и возможность протеолиза.
? Другим примером протеолитической инактивации может служить
бактериальное заражение реакторов, содержащих ферменты. Случайно попавшие
в реактор клетки микроорганизмов
121
секретируют протеазы, которые расщепляют молекулы фермента-
биокатализатора, находящегося в растворе. Используя "осколки"
протеолитической деградации в качестве питательной среды для роста,
микроорганизмы размножаются; тем самым они, с одной стороны, "засоряют"
реактор, с другой - уменьшают активность биокатализатора в растворе, т.
е. инактивируют его.
Сами протеолитические ферменты способны расщеплять не только молекулы
других белков, но и себе подобные. Этот процесс "саморасщепления" протеаз
получил название автолиза. От большинства других инактивационных
механизмов (за исключением агрегации) автолиз можно отличить кинетически.
Дело в том, что существенной стадией при автолизе является образование
комплекса между двумя молекулами протеазы; эта бимолекулярная стадия
часто определяет общую скорость инактивации. Поэтому, если при изменении
начальной концентрации протеазы наблюдается изменение скорости
инактивации, то изучаемый инактивационный процесс с большой вероятностью
представляет собой автолиз.
Окисление функциональных групп фермента. При повышенных температурах
некоторые функциональные группы в белках, и в первую очередь SH-группы
цистеина и индольные фрагменты триптофана, окисляются. В результате
окисления образуются модифицированные производные аминокислот:
сульфоксисоеди-нения цистеина (SOH, SO2H и т. д.), продукты раскрытия ин-
дольного кольца триптофана и др. В некоторых ферментах сульф-гидрильные
группы, входящие в состав активного центра, обладают повышенной
реакционной способностью и окисляются даже при комнатной температуре.
Расщепление S-S-связей в белках. Расщепление может происходить либо в
восстановительной среде (в присутствии тиолов, других восстановленных
соединений серы, например ИагБОз, Na2S2C>3), либо в щелочной среде при
повышенной температуре. В первом случае продуктом восстановления S-S-
связи является ее тиольная форма (белок -SH) либо смешанный дисульфид
тиольной формы белка с восстанавливающим реагентом (белок -S-S-R; белок -
S-SO3" и т. п.). При щелочном расщеплении S-S-связей происходит более
сложная цепь химических реакций. Сначала цистин гидролизуется с
образованием дегидроаланина:
^>СН-СН2-S-S-СНг-СН<^ + ОН~
^>СН-СН2-S-S- + СНг = С
который, как нуклеофил, взаимодействует с аминогруппами остатков лизина,
сульфгидрильными группами остатков цистеина, гуанидиниевыми группами
остатков аргинина, образуя новые аминокислоты, соответственно,
лизиноаланин, лантионин и орни-тииоаланин:
122
СООНч хСООН
\chch2nh ( сн2) "сн/ nh2 / xnh2
лизиноаланин
СООНч /СООН
\chch2sch2ch<"
NH2 лантионин ' NH2
СООН. /СООН
>CHCH2NH (СН2) зСН<
NH2/ xnh2
орнитиноаланнн
Для того чтобы в белке произошло расщепление всех S-S-связей, требуются
достаточно жесткие условия. Так, их восстановление происходит при очень
высоких концентрациях тиолов; в случае многих белков действие тиолов
необходимо сочетать с одновременным разворачиванием белковой глобулы
денатуран-тами, например концентрированными растворами мочевины или
гуанидин хлорида. Полная щелочная деструкция S-S-связей в белке
происходит только в 0,1 - 1 М растворе щелочи при температурах, близких к
100°С. Однако в белках, как правило, одна-две S-S-связи более
реакционноспособны, чем остальные, и их деструкция (как
восстановительная, так и щелочная) проходит с заметными скоростями в
существенно менее жестких условиях: например, при температурах 60-80°С и
слабощелочных значениях pH. Поэтому, работая с ферментами в этих
условиях, необходимо учитывать возможность такого инактивационного
механизма, как щелочное расщепление S-S-связей.
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 66 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed