Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка):
Далее образуется ковалентная связь между углеродом субстрата и кислородом субстрата, вероятно, более длинная и менее прочная, чем обычно (рис. 10.5, Б):
Ser-195 К имидазолу Ser-195
I V I
,сн2 сн2
о«- ¦
/Ч — X
-C-NH 0-...Н—N — С^Н 0...Н—N
• * а *
. : Т .* Т
Н ¦— Оксианионная Н ¦— Оксианионная ~
| впадина | впадина
N N
Протон, отщепившийся от гидроксила серина, перемещается по
228
траектории, которая задана имидазольной группой His-57, приближаясь к непротонированному атому азота, а затем переходит к —NH-rpyn-пе расщеплямой пептидной связи. Как известно, атом азота в пептидных группах практически лишен основных свойств из-за смещения свободной электронной пары, обслуживающей связь C“N, которая носит характер частично двойной. Однако после поляризации карбонильной группы в оксианионной впадине плоскостной характер пептидной связи утрачивается, связь C“N становится простой и атом азота приобретает свойства весьма сильного основания. Ввиду этого протон от имидазольной группы — слабого основания — переходит к группе “NH-, описав своего рода дугу. Связь С-N разрывается и фрагмент пептидного субстрата высвобождается (рис. 10.5, В):
Структура, близкая к адилферменту
I
Ser-195 N-Концевой
His-57 | фрагмент
q Ччс . -сн СН2 субстрата
II II -
N +S-_n
и —> Оксианионная Asp-102 а впадина
C-Концевой фрагмент субстрата
Таким образом, выполнена первая задача катализа — расщеплена пептидная связь и высвобожден С-концевой фрагмент пецтида. Оставшаяся часть пёптида (от остатка Pi до аминного конца) пока сохраняет связь с ферментом через остаток серина. По-видимому эта связь может в определенных условиях стабилизироваться за счет восстановления карбонильной группы, взаимной компенсации положительного и отрицательного зарядов, так что фрагмент пептида образует с ферментом сложноэфирную связь — образуется так называемый ацилфермент: -
Ser
I
СН2
х) с—
Ацилфермент
¦ I N-Концевая часть
0 субстрата
229
Действительно, при действии сериновых протеиназ на некоторые аналоги субстратов удается наблюдать, а иногда и выделить достаточно устойчивый ацилфермент. При гидролизе обычных субстратов, однако, Такая стабилизация, видимо, не обязательна и гидролизу подвергается производное с поляризованной карбонильной группой. Во всяком случае, после ухода С-концевого фрагмента пептида молекула воды занимает освободившееся место и располагается так, что образует водородную связь с азотом имидазольной группы, тогда как ее атом кислорода оказывается сближенным с положительно заряженным атомом углерода карбонильной группы. Это приводит к отщеплению протона, присоединяющегося к имидазолу, и образованию гидроксильного иона, легко взаимодействующего с положительно заряженным углеродом карбонила. Протон мигрирует к кислороду серина, в результате ч^го с расщеплением связи С—0 восстанавливается гидроксильная группа активного центра и высвобождается N-концевой фрагмент пептида, чем и завершается каталитический цикл (рис. 10.5, Г):
His-57 Ser-195
| | N-Концевой фрагмент
С =СН СН2 субстрата
I I I
Н—N N...H 0
-> +с-—С \
I
н
1
0’
• • в *
Оксианионная впадина
I I
С--- СН сн2
I I* I
Н—N N~fl о
с^-—с
¦ Г' v
н •* *-
Оксианионная впадина
230
I
1
His-57
Ser-195
H H~0—С—N-Концевой фрагмент
II пептида
пептида
О
Эта стадия реакции протекает в целом аналогично первой, однако роль гидроксильной группы серина переходит к молекуле воды.
