Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
С этим же явлением связана способность некоторых ингибиторов вызывать более сильные конформационные изменения фермента, чем те, которые происходят при действии субстрата. Так кинетика образования связи между аллопурннолом (9.51)—антиметаболитом гипоксантина (9.52), и ксантиноксида-зой указывает на то, что этот процесс происходит медленно, но в результате образуется прочная связь; устойчивое промежуточное соединение не зафиксировано [Cha, Agarwal, Parks, 1975J. Авторы полагают, что подобное течение реакции свидетельствует о сильных конформационных изменениях.
Рассмотрим ингибиторы, которые создаются по аналогии не с самим субстратом, а с его переходным состоянием. Цель такой работы — получение ингибиторов, способных образовывать значительно более прочные связи с ферментом. Интерес к ним возник в связи с широко распространенным мнением о том, что активный центр свободного фермента комплементарен переходному состоянию субстрата, а не свободному субстрату [Pauling,
Во многих случаях неизвестно, какое именно переходное состояние образуется при соединении субстрата с ферментом. Поэтому обычно предполагают, что это состояние эквивалентно переходному состоянию, установленному для аналогичной реакции, проводимой в небелковом окружении в присутствии неорганического катализатора, такого как кислота или щелочь. Рассмотрим некоторые общие случаи. При гидролизе амидной (или пептидной) связи на первой стади происходит присоединение молекулы воды по двойной связи C=O с образованием тетра-эдрического аддукта. Так, при взаимодействии амида (9.66) с водой происходит образование интермедиата (9.67), который быстро диссоциирует до соответствующей карбоксильной кислоты (9.68). Другим примером может служить конденсация первичного амина с соединением, содержащим альдегидную группу (9.69) (как в пиридоксале) с образованием нестабильного интермедиата (9.70) и последующей его диссоциацией до азоме-тина (основания Шиффа) (9.71).
1948].
О
НО ОН
О
R-C-NH2 +H2O R-C
-NH3 R-С—ОН
I
NH.
Амид Тетраэдрический
интермедиат
Карбоновая кислота
(9.66) (9.67)
(9.68)
60 О НО NH-R N-R
Il \ / II
-CH +R-NH2 — С -H2O-CH -» N --
Альдегид
Тетр аэдр ический интермедиат
Азометин
(9.69) (9.70) (9.71)
Пентостатин (4.18) (дезоксикоформицин) и его рибозидный аналог коформицин обладают сильным ингибирующим действием по отношению к аденозиндеаминазе, ферменту, превращающему аденозин (9.72) в инозин (9.74) предположительно через интермедиат (9.73). Эту реакцию, подобную гидролизу амидина с образованием амида, необходимо ингибировать при лечении больных препаратами, содержащими адениновый фрагмент, например видарабином (4.16). Молекула пентостатина (4.18) по структуре напоминает молекулу интермедиата (9.73) в области протекания реакции.
Пентостатин и коформицин связаны с ферментом очень прочно, практически необратимо [Cha, Agarwal, Parks 1975].
N
NH2
О
'N
НО NH2 N \/
,NH
О
N
N N R
Аденозин
(9.72)
N R
N
NH
N R
N
NH,
,N
«ч
N о R
Тетраэдрический интермедиат (R-рибоза)
(9.73)
НО H \/
CXh
N ^0 R
Ииозин
(9.74)
ОН
J H CH2
N
Ojnh
\ X- N N
H
1,6-Дигидро-6-гидроксиметилпури»
(9.77)
Цитидин 3,4,5,6-Тетр агидроуридин
(9.75) (9.76)
Точно так же 3,4,5,6-тетрагидроуридин (9.76) — сильный и специфичный ингибитор реакции дезаминирования цитидина (9.75) цитидиндеаминазой [Carmenier, 1968]. Прочная связь, образуемая этим ингибитором с ферментом, объясняется его структурным сходством с тетраэдрическим интермедиатом, подобным (9.75). Аналогично 6-гидроксиметил-1,6-дигидропурин. (9.77) — сильный ингибитор аденозиндезаминазы [Evans, Wolfenden, 1970].
Борные кислоты обладают сильным ингибирующим действием на пептидазы за счет стабильности тетраэдрической структуры, образованной гидроксильными группами, что делает их
61! аналогами нестабильных интермедиатов, образующихся при гидролизе пептидной связи (9.67). Соединение (9.78) специфично действует на химотрипсин, так как необходимым условием для субстрата химотрипсина служит наличие ароматического ядра в боковой цепи [Koehler, Lienhard, 1971].
Альдегиды также представляют собой сильнодействующие ингибиторы пептидазы и находятся в состоянии равновесия с тетраэдрической гидратированной структурой, например (9.79). При этом, чем больше электроноакцепторных заместителей содержит молекула, тем сильнее равновесие смещено в сторону образования метиленгликоля. Некоторые организмы вырабатывают альдегиды в качестве специфичных ингибиторов протеолитических ферментов. Так, например, лейпептины (типичный представитель — ацетил-Ь-лейцил-Ь-лейцилангиналь), вырабатываемые по меньшей мере 17 видами Streptomyces, эффективно ингибируют плазмин, трипсин и папаин, но не химотрипсин. При пероральном введении мышам лейпептины оказывают противовоспалительное действие, кроме того, они обладают радиозащитными свойствами, ингибируют свертывание крови и возникновение опухолей [Umezava, 1972].
