Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
помещаются His-158 (справа) и Cys-25 (слева). Обратите внимание на р-
структу-ру, образованную аминокислотными остатками 163-172, и на общий
вид изогнутого складчатого слоя, сформированного участками цепи с
аминокислотными остатками 115-107, 203-210, 133-126, 159-164, 174-170 и
184-189. (R. Е. Dickerson, I. Geis, The Structure and Action of Proteins,
W. A. Benjamin Inc., Menlo Park, California, USA, Copyright by Dickerson
and Geis, 1969.)
лы таких ферментов близки к глобуле (см. рис. 10.9, 10.13, 10.14, 10.17).
Как и следовало ожидать, полипептидная цепь уложена таким образом, что
гидрофобные остатки погружены внутрь глобулы, а гидрофильные боковые
группы расположены на поверхности. Таким образом, молекулы ферментов
имеют гидрофобное ядро, структура которого стабилизируется благодаря не
только водородным связям, но и гидрофобным взаимодействиям. ------
Общей характерной чертой структуры является наличие расщелины (щели,
углубления, кармана), идущей от поверхности в глубь молекулы, по стенкам
которой расположено много гидрофобных групп. Это хорошо видно из рис.
10.9, 10.15, 10.18 и 10.19 и менее наглядно из рис. 10.20, где молекула
изображена под таким углом зрения, что участок цепи закрывает карман.
Активный центр фермента расположен в углублении, или кармане. Субстрат
проникает в карман, в котором происходит реакция, и удерживается в нем
надлежащим образом расположенными боковыми группами аминокислот,
локализованных на
Рис. 10.19. Рибонуклеаза S. На рисунке справа видны два разошедшихся
конца расщепленной цепи (остатки 20 и 21); в остальном образовавшийся
фермент мало чем отличается от рибонуклеазы A. (R. Е. Dickerson, I. Geis,
The Structure and Action of Proteins, W. A. Benjamin Inc., Menlo Park,
California, USA, Copyright by Dickerson and Geis, 1969.)
Рис. 10.20. Карбоксипептидаза А. Вид сверху на молекулу карбоксипептидазы
А, представленную на рис. 10.16. Субстрат изображен черными кружками.
Обратите внимание, как структура образует спираль, закручиваясь по
часовой стрелке и как бы выступая вперед из плоскости рисунка. (R. Е.
Dickerson, I. Geis, The Structure and Actiton of Proteins, W. A. Benjamin
Inc., Menlo Park, California, USA, Copyright by Dickerson and Geis,
1969.)
Структура ферментов
763
стенках кармана. В ряде случаев установлены структуры комплексов
ферментов с субстратами или с подобными субстрату ингибиторами.
Соответствующее стереоизображение приведено на рис. 10.20. В области
кармана можно выделить положение ряда остатков, о которых известно на
основании химических исследований, что они важны для катализа. Например,
на рис. 10.19 это боковые группы остатков His-12, His-119 и
Lys-41, расположенные близко друг от друга в левой части рисунка, а на
рис. 10.18 - Cys-25 и His-158, находящиеся у входа в карман. Карман
проникает глубоко в молекулу фермента, и субстрат, заполняя карман,
приходит в контакт с гидрофобным ядром; было высказано предположение, что
существенную роль для ферментативного катализа играет гидрофобное
окружение, в котором оказываются реагирующие вещества.
Иногда в активном центре удается идентифицировать группы, которые
участвуют в самом каталитическом процессе, а не в связывании субстрата
(например, когда в катализе участвуют атомы металла); обычно такие группы
находятся глубоко в кармане, недалеко от центра молекулы. Примерами могут
служить атомы Zn в карбоксипептидазе (рис. 10.13) и карбо-нат-дегидратазе
(рис. 10.12). В последнем случае Zn удерживается между тремя кольцами
гистидина, как хорошо видно на рис. 10.21.
В настоящее время стало ясно, что активный центр имеет большие размеры,
чем предполагали раньше. Он отнюдь не является небольшой областью на
поверхности очень большой мо-
Рис. 10.21. Активный вднтр карбонат-дегидратазы [2816]. Стереоизображение
области активного центра.
94*
Рис. 10.22. Активный центр лизоцима [438]. Показано расположение атомов в
области впадины, в которой связываются ингибиторы. Главная цепь отмечена
точками, а атомам N (Н) и О отвечают заштрихованные и зачерненные выступы
соответственно.
Рис. 10.23. Активный центр лизоцима в комплексе с аналогом субстрата
[438]. На рисунке показана конформация молекулы гекса-М-
ацедилхитогексаозы, связанной с ферментом. Остатки сахаров А, В и С такие
же, как образующиеся при расщеплении три-NAG (и [5-NAG для остатка С).
При малом разрешении было установлено, что они занимают положения 4, 3 и
2 соответственно; положение остатков D, Е и F определяют из модели.
Предполагается, что фермент гидролизует связь между остатками D и Е.
766
Глава 10
Рис. 10.24. Схематическое изображение молекулы фосфоглнцераткиназы [436].
Цилиндры -> а-спиральные участки, пронумерованные римскими цифрами с N-
конца; стрелки - отдельные цепи fl-структуры, обозначенные буквами также
с N-коица.
лекулы, а может распространяться на значительную часть мо-лекулы фермента
и включать субстратсвязывающие группы, относящиеся к разным участкам
