Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
с. 426). При действии фосфатазы, например, никакой инверсии не
наблюдается. На первый взгляд это можно принять за указание на
двухстадийный механизм. Однако было обнаружено, что при действии
фосфатазы в группировке С-О-Р разрывается связь Р-О, т. е. что в данном
случае вообще не происходит замещения у атома С. В этих случаях инверсия
у углеродного атома невозможна, потому что связь между этим атомом и
атомом кислорода сохраняется, а следовательно, и все другие связи атома С
должны сохранять свое относительное расположение. Таким образом,
отсутствие инверсии в рассматриваемом случае не дает указаний
относительно природы механизма реакции; каков бы ни был этот механизм,
инверсия здесь произойти не может.
432
Глава 7
По той же причине в случае, когда субстратом реакции служит дисахарид
одновременная инверсия обеих гексоз невозможна. Если разрывается связь А,
то не может произойти инверсии в остатке гек-созы, расположенном справа,
хотя она может произойти у С-1 левой гексозы; если же разрывается связь
В, то должна сохранить свою конфигурацию гексоза, расположенная слева,
хотя в другом остатке гексозы может произойти инверсия у С-4.
Сравнив теперь действие сахарозофосфорилазы и мальтозо-фосфорилазы, мы
увидим, что рассмотренный выше метод приводит к результатам, хорошо
согласующимся с данными метода изотопного обмена. Мы видели, что в
реакцию вовлекается связь, расположенная между углеродным атомом
глюкозида и атомом кислорода. Это означает, что в другой части молекулы
дисахарида не должно наблюдаться инверсии, и эксперимент подтверждает
это. Мы видели также, что, по данным изотопных исследований, механизм
действия двух названных ферментов различен. В случае сахарозофосфорилазы
сначала на фермент переносится а-глюкоза, вероятно с инверсией в ifl-
форму; затем последняя переносится от фермента на фосфат (или какую-либо
другую молекулу), что должно вызывать вторую инверсию с образованием ,а-
глюкозо-1-фосфата; именно так оно и происходит в действительности. В
случае мальтозофосфорилазы данные изотопных исследований указывают на
прямой перенос "-глюкозы на фосфат, и происходящая при этом инверсия
должна приводить к образованию |5-глюкозо-1 -фосфата; наблюдения
подтверждают и этот ВЫВОД;
Другим примером может служить действие амидофосфорибо-зилтрансферазы (КФ
2.4.2.14); отсутствие включения меченого пирофосфата в
фосфорибозилпирофосфат говорит о том, что в ходе реакции не происходит
образования фосфорибозилфермен-та. Следовательно, процесс должен
осуществляться путем прямого переноса и приводить к инверсии;
действительно, а-фосфо-рибозилпирофосфат превращается в (5-
фосфорибозиламин [1806].
Однако в случае гликогенфосфорилазы имеется необъяснимое расхождение
между данными, полученными с помощью двух упомянутых методов. Этот
фермент сходен с мальтозофосфори-лазой в том отношении, что он не
способен катализировать соответствующую реакцию изотопного обмена. Это
как будто свидетельствует о прямом переносе. Такой перенос должен был бы
сопровождаться инверсией, как в случае действия мальтозофосфорилазы,
однако в действительности инверсии не происходит. Из полисахаридных
цепей, которые содержат только а-свя-
Механизм действия ферментов
433
зи, образуется а-глюкозо-1-фосфат. Следует надеяться, что дальнейшие
исследования обнаружат причину этого расхождения. Система, вероятно, в
действительности сложнее, чем это представляется в настоящее время.
Активный центр фермента содержит пиридоксальфосфат ;[282], и действие
фермента зависит от наличия фосфатсодержащей группы, фосфат которой может
быть удален и вновь присоединен ферментативным путем. Если бы было
известно, как функционирует эта группа, то, вероятно, стала бы ясной и
причина отсутствия инверсии.
Другим ценным методом выяснения вопроса о пути трансфе-разной реакции
(одно- или двухстадийный перенос) является исследование катализируемой
ферментом реакции изотопного обмена.
Если перенос происходит в одну стадию
АХ+В = А + ВХ, (7.27)
то реакция изотопного обмена будет наблюдаться только при наличии в
системе обоих субстратов, АХ и В. Если же перенос происходит в две стадии
АХ + Е = А + ЕХ, (7.28)
ЕХ + В = Е+ВХ, (7.29)
то для осуществления первой стадии (7.28) достаточно присутствия одного
субстрата, и если к ферменту добавить АХ при полном отсутствии В, то в
результате обратимой реакции будет образовываться небольшое количество
свободного А (не превышающее в эквивалентном отношении количества
присутствующего фермента). Если теперь добавить, помимо АХ, еще и
некоторое количество меченого А, т. е. А*, то мы должны будем
ожидать вслед за реакцией (7.28) обратной реакции
ЕХ + А* = А*Х + Е. (7.30)
И хотя количество присутствующего фермента может быть в стехиометрическом
отношении очень мало, этот процесс будет протекать до тех пор, пока не
установится изотопное равновесие. Другими словами, в отсутствие акцептора
В фермент будет катализировать реакцию изотопного обмена, затрагивающую
