Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
электронного строения, но в значительной степени пространственным
расположением их составных частей.
Это вызвало необходимость краткого изложения материалов, отражающих
современные представления об изменениях геометрии молекул
биокатализаторов, обусловливающих увеличение скорости ферментативных
реакций.
Явление конформации, широко представленное в органической химии,
приобретает особое значение в химии биополимеров, в частности в химии
белка. Тесная связь этого явления с возникновением ферментативной
активности белковых молекул показана в серии исследований последних лет.
Поскольку конформационные изменения могут определять вариабельность не
только химических, но и биологических свойств биополимеров и их
комплексов, весьма существенно проанализировать, каким образом изменения
пространственных взаимоотношений между отдельными
238
частями больших молекул могут сопровождаться сдвигами в каталитической
активности ферментов, а также в какой мере влияние различных факторов,
индуцирующих энзиматическую активность, сопряжено с изменением их
конформации.
Конформационные изменения представляют собой одну из форм стереоизомерии,
в основе которых лежит броуновское тепловое движение молекул. Так как это
явление всегда сочетается с рядом других химических и физических
закономерностей, обусловливающих пространственное расположение молекул и
смену ее геометрии, оно весьма разнообразно сказывается на проявлении их
свойств.
Конформационная изомерия изучена главным образом на двууглеродистых
соединениях. Обнаруженные при этом закономерности распространяются на
более длинные углеродные цепи. Конечно, при этом делается целый ряд
допущений и упрощений. Нет сомнения в том, что проявление конформационной
изомерии у длинных полимерных цепей, состоящих из химически разнообразных
мономеров, несравненно богаче, вариабельней и значительней, чем у
двууглеродистых соединений. Однако анализ конформа-ционных
закономерностей дву углеродистых молекул дает подход для понимания этого
явления у более сложных и разнообразных по химическому строению и по
количеству входящих в их состав звеньев полимеров. При этом обычно
рассматриваются взаимоотношения между соседними углеродными атомами вдоль
всей цепи. В упрощенном виде конформационные изменения наиболее наглядно
проявляются у двууглеродистого соединения, все шесть заместителей
которого одинаковы, например у этана С2Нс.
Благодаря броуновскому движению происходит постоянное вращение обоих
углеродных атомов, соединенных простой связью. Обнаружено, что вращение
вокруг простой связи не совсем равномерно и что в некоторых положениях
имеет место заторможенность.
Такая заторможенность может привести к тому, что одни и те же молекулы
имеют разные геометрические формы, называемые конформациями. Понятие
"конформация" не совпадает с понятием "конфигурация", поскольку к кон-
формационным изменениям относятся только такие, в основе которых лежат
различия угла поворота друг к другу соседних углеродных атомов вокруг
соединяющей их простой связи. Особенности геометрии молекул, обуслов-
239
лепные наличием асимметрического атома углерода или цис- и /ирсшс-формами
при наличии двойной связи, и другие в это понятие не укладываются.
Различие заключается еще в том, что конформациями молекул называются их
пространственные формы, которые получаются при переходе одной формы
молекулы в другую без разрыва химических связей в результате только
внутренних поворотов по оси простой связи отдельных звеньев молекулы, в
то время
как конфигурационные '1 н изменения осуществляют-
11 Н Н ся посредством рзарыва /"ГЧ связей.
( у\) \/\) ^ля наглядности на
/т\ Рис' ^ представлены две \\/ Н \\/ \ >i разные конформации эта-
11 па (/ и II). В первом
48. Поворотные изомеры этапа. случае оба углеродных
атома этана, связанные между собой простой связью, расположены так, что
все три заместителя каждого атома углерода, в частности все три атома
водорода, занимают одно и то же место на воображаемой окружности (или
располагаются па одной линии последовательно). В другом поворотном
изомере этана атомы водорода, связанные с одним атомом углерода,
располагаются в промежутках между местами расположения атомов водорода,
принадлежащих второму углеродному атому.
Разработана удобная система индексов (А. П. Терентьев,
В. М. Потапов, 1964), отражающих величину угла ср, образующегося между
парой заместителей, стоящих у соседних атомов углерода. В качестве
отправной точки принимается положение старших заместителей у двух
соседних углеродных атомов и отсчет угла ведется по часовой стрелке от 0
до 360°.
Таким образом, можно зафиксировать шесть конфор-мационпых форм,
характеризуя их кратными значениями
ср = п у = я60°. Эти шесть конформациопных форм условно
обозначаются как ср°, ср1, ср2, ср3, ср4, ср5. Все возможные повороты
тетраэдров можно разделить на две группы: первая группа - четные
конформации при углах поворота ср°, ср2, ср4 и вторая - нечетные при
