Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Степанов В.М. -> "Молекулярная биология. Структура и функция белков" -> 96

Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.

Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функция белков — М.: Высшая школа, 1996. — 335 c.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка): strukturifunkciibelkov1996.djvu
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 140 >> Следующая

Если принять, что происходит стабилизация промежуточного продукта и образуется ацилфермент, механизм гидролиза последнего окажется практически таким же. Следует лишь предположить поляризацию С=0-связи в сложноэфирной группе ацилфермента за счет водородных связей в оксианионной впадине, что приведет к появлению положительного заряда на атоме углерода карбонильной группы, т.е. к образованию того же самого промежуточного продукта, судьба которого прослежена выше.
Важнейшей чертой рассмотренного механизма действия сериновых протеиназ, по-видимому, типичной и для других ферментов, является стабилизация тетраэдрического переходного состояния в ферлинт-субстратном комплексе. Характерно, что весьма эффективными ингибиторами сериновых протеиназ являются алкилборные кислоты, в которых предсуществует тетраэдрическая конфигурация заместителей
— трех гидроксильных групп и алкильного остатка, — имитирующая структуру переходного состояния. Особенно эффективны производные боронатного аналога фенилаланина, который связывается в участке Sj за счет бензильной группы и в каталитическом центре; соответствующая константа ингибирования К) составляет 10*8 I;
Ser
СН2
0
“ «— Взаимодействия в зоне Si
Оксианионная впадина
231
Алъдегидопептиды — ингибиторы сериновых протеиназ, как упоминалось, образуют с серином активного центра ковалентную полуаце-тальную связь — структуру, аналогичную в известной мере ацилфер-менту. При этом свободный гидроксил связывается в оксианионной впадине так же, как это происходит с кислородом карбонильной группы в фермент-субстратном комплексе.
Хорошо известны ингибиторы сериновых протеиназ, которые при взаимодействии с ферментом проходят первую фазу каталитического процесса и образуют ацилфермент. Некоторые такие производные гидролизуются с измеримой скоростью, однако другие, в частности производные арилсульфофторидов и ряд фосфорорганических соединений, оказываются стабильными, что приводит к необратимому ингибированию фермента. Ниже показаны структуры стабильных ацилфер-ментов, получающихся при ингибировании сериновых протеиназ фе-нилметилсульфонилфторидом (слева) и диизопропилфторфосфатом (справа):
СН2—(Ser) СН2—(Ser)
0 О
1 I
o=s=o '0—Р=0
I I
сн2 о
I
С6Н5 /Сн\
(Шз СН3
Изложенные выше представления о механизме действия сериновых протеиназ подтверждены методами белковой инженерии. Замена сери-на активного центра в ряде ферментов этого семейства (при помощи сайт-специфичного мутагенеза) на аланин неизменно приводит к практически полной утрате активности. Замена компонентов каталитического центра в субтилизине (протеиназе бацилл) дала следующие результаты. Замена серина Ser-221 (остатка, соответствующего Ser-195 в химотрипсине) аланином снижала активность фермента примерно в 106 раз, причем практически весь эффект приходился на снижение каталитической константы ккат, 3 константа Михаэлиса сохраняла свое значение. Такие же результаты давала замена гистидина каталитического центра аланином. Несколько меньшим, но все же очень значительным, было падение ккат при замене Asp-32 аланином, ккат в этом случае составляла 4*10‘6 от величины, характеризующей исходный фермент.
232
Таким образом, все компоненты "триады" каталитического центра критически важны для эффективного катализа. Роль остатка аспарагиновой кислоты, которая может показаться менее значимой с учетом приведенного выше механизма, видимо, состоит в том, что карбоксилат-анион этого остатка, во-первых, фиксирует в пространстве имидазольное кольцо гистидина каталитического центра и, во-вторых, обеспечивает закрепление приведенного выше на схемах таутомерного состояния имидазольной группы.
Труднее анализировать этим методом роль N-Н-групп, образующих оксианионную впадину, так как в химотрипсине и гомологичных ему ферментах обе они принадлежат пептидному скелету. Однако в субти-лизине роль одного из компонентов оксианионной впадины выполняет амидная группа аспарагина. Замена этого остатка лейцином снижает
*
эффективность поляризующего действия оксианионной впадины на С=0-группировку субстрата, вследствие чего активность снижается примерно в 103 раз, сохраняя тем не менее вполне заметный уровень.
10.6. лизоцим
. Лизоцим относится к классу гидролаз и представляет собой сравнительно небольшой фермент, избирательно гидролизующий глико-зидные связи в муреине
— сложном биополимере, из которого построены стенки бактериальных клеток. Структурную основу муреина (рис. 10.6) составляют полисахаридные цепи чередующихся остатков N-ацетйлглюкоза-мина и N-ацетилмура-мовой кислоты, соединенных 1,4-Д-гл'ико-зидными связями. К карбоксильным группам лактильных остат-ков< N-ацетилмурамовой кислоты присоединены своеобразно построен-
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 140 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed