Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
обладает рядом легко выявляемых признаков. Однако наличие таких признаков
еще не является само по себе убедительным свидетельством в пользу данного
механизма, Поскольку они могут быть обусловлены другими причинами.
В некоторых благоприятных случаях прямым доказательством переноса группы
X на фермент является выделение и идентификация промежуточного комплекса,
если ковалентный комплекс ЕХ достаточно стабилен.
При изучении действия фосфоглюкомутазы (КФ 2.7.5.1) было прямо
продемонстрировано образование соединения фосфат - фермент [3073, 3760].
Если добавить к глюкозо-1-фосфату достаточно большое количество
кристаллического фермента, то
430
Глава 7
немедленно образуется глюкозо-1,6-бисфосфат и притом в количестве,
которое зависит от количества добавленного фермента. Из этого следует,
что при выделении фермента его получают частично или полностью в
фосфорилированном состоянии и что фосфатная группа может переноситься с
фермента на глюкозо-фосфат:
Е-Р -f- Глюкозо-1-фосфат = Е Глюкозо-1,6-бисфосфат. (7.25)
Образующийся свободный фермент может затем вновь фосфо-рилироваться
глюкозобисфосфатом с образованием эквивалентного количества глюкозо-6-
фосфата. Аналогичные результаты были получены в опытах с кристаллической
фосфоглицеромута-зой из мышц (КФ 2.7.5.3) [3690].
Авторам работы [4891] удалось выделить методом хроматографии на колонке с
карбоксиметилцеллюлозой комплекс диок-сиацетон - трансальдолаза. Это
говорит о том, что реакция осуществляется путем переноса диоксиацетоновой
группы от субстрата на фермент, с которого, как это было показано, она
затем переносится на соответствующий акцептор. Комплекс диоксиацетон -
фермент представляет собой шиффово основание, образованное е-аминогруппой
лизинового остатка фермента [1640].
В некоторых случаях соответствующая группа субстрата переносится не на
белковую часть молекулы фермента, а на связанную с белком простетическую
группу. Так, при изучении действия транскетолазы было установлено, что
образуется соединение гликольальдегид-тиаминпирофосфат (см. гл. 9).
Другим примером может служить выделение соединения биотин-СОг при
действии карбоксилаз подгруппы КФ 6.4. В качестве простетической группы
многих ферментов, которые действуют на аминокислоты, образуя с ними
шиффовы основания, выступает пиридоксальфосфат.
Когда молекула субстрата оптически активна, можно регистрировать
оптическую инверсию в процессе реакции переноса. Рассмотрим, например,
перенос метальной группы от А к В, т. е. реакцию (7.20) при Х=СНз-;
считая эту реакцию реакцией замещения, мы можем представить ее в виде
следующей схемы:
Н\ Н\ /Н /Н
В Н- С-А ---> 'В-.-С---А-*¦ В-С-Н А. (7 26)
н/ А \н
В данном случае замещение происходит у углеродного атома
метильной группы, и В приближается со стороны, противоположной А. Когда В
подходит ближе к атому С, А удаляется от этого атома и в то же время три
С-Н-связи также постепенно
Механизм действия ферментов
431
•меняют свое расположение; в промежуточном состоянии системы эти связи
располагаются в одной плоскости, образуя прямые углы с осью А-В, как это
показано на схеме в центре. Затем они перемещаются еще дальше и в конце
процесса замещения оказываются на стороне, противоположной В. Результатом
этого процесса является обращение конфигурации при атоме С, как показано
на схеме справа.
Если замещение произошло у оптически активного атома, другими словами,
если три рассматриваемые связи относятся к трем разным группам, то ясно,
что перенос должен сопровождаться оптической инверсией, так как в
результате его образуется соединение, представляющее собой по
расположению групп зеркальное отражение исходного. Эта оптическая
инверсия - характерная особенность реакции замещения.
Кошланд '[2563] считает, что по наличию или отсутствию оптической
инверсии в ходе ферментативной реакции можно судить о механизме этой
реакции. Если происходит только один перенос группы (или нечетное число
последовательных переносов), то результатом его будет оптическая
инверсия; если же имеют место два последовательных переноса (или четное
их число), то влияние этих переносов будет компенсироваться и инверсии
наблюдаться не будет. Следовательно, если реакция осуществляется путем
прямого переноса группы от одного субстрата на другой в соответствии с
уравнением (7.27), то будет иметь место инверсия группы X. Если же
происходит образование промежуточного соединения и группа X соединяется с
ферментом в соответствии с уравнениями (7.28) и (7.29), то, хотя перенос
X от А на фермент также будет сопровождаться инверсией, эта первая
инверсия будет компенсироваться второй, происходящей при переносе X от
фермента к В, и первоначальная конфигурация В, таким образом, будет
восстанавливаться.
Следует, однако, помнить, что инверсия может происходить только у
определенного атома, а именно у того, у которого происходит замещение.
Поэтому очень важно знать, какая именно связь вовлекается в реакцию (см.
