Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Альберт А. -> "Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2" -> 4

Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.

Альберт А. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 — М.: Медицина , 1989. — 432 c.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка): izbiratelnayatoksichnostt21989.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 191 >> Следующая


Точная информация об активных центрах ферментов, получаемая с помощью рентгеноструктурного анализа, сделала бессмысленными умозрительные схемы, до недавнего времени часто встречавшиеся в литературе по энзимологии. С достаточной уверенностью можно полагать, что это же в скором времени произойдет и со схемами строения рецепторов лекарственных веществ (см., например, рис. 12.3).

9.0.2. Секвенирование

Последовательность аминокислот в молекуле фермента редко удается установить полностью с помощью рентгеноструктурного анализа. Быстрее и точнее это можно сделать путем сек-

11 Рис. 9.1. Стереодиаграмма активного участка карбоксипептидазы А. Субстрат (не показан) связан с цинком (Zn2+) и тремя аминокислотными остатками: His-69, Glu-72 и His-196. Остаток Glu-270, участвующий в последней стадии гидролиза, изображен в положении, которое он занимает, перед тем как остаток Arg-145 сдвигает его на 0,2 нм [Lipsomb, 1970].

венирования. Хотя оно и не позволяет получить информацию непосредственно об активных центрах ферментов, тем не менее это удается в тех случаях, когда реагент может образовывать ковалентную связь с одной из групп активного центра. В качестве субстратов для изучения протеолитических ферментов часто используют органические фосфаты (разд. 13.3). Так, диизо-пропилфторфосфат (13.26) взаимодействует с химотрипсином как псевдосубстрат и, фосфорилируя активный центр, делает невозможной реакцию с истинным субстратом. Было установлено, что в каждой молекуле фермента одна молекула ингибитора взаимодействует с одним активным центром. В результате гидролитического расщепления фермента, обработанного диизо-пропилфторфосфатом, образуется диизопропилфосфосерин. Это позволяет сделать вывод о том, что остаток серина играет важную роль в активном центре данного фермента [Shaffer, May, Summerson, 1954]. Подобный анализ продуктов расщепления показал, что в активных центрах химотрипсина (каждая его молекула содержит 230 аминокислот, 28 из которых являются остатками серина) и трипсина расположена последовательность Asp — Ser —Gly, в то время как в активных центрах АХЭ псевдохолинэстеразы и алиэстеразы печени присутствует последовательность Glu — Ser — Ala [Sanger, 1963].

Дополнительную информацию об активных центрах ферментов получают с помощью молекулярных зондов (разд. 2.4).

9.0.3. Кинетика ферментативных реакций

Жизненно важная роль ферментов в метаболизме заключается в том, что они ускоряют бесчисленное множество химических реакций, протекающих в клетке. Ферменты снижают энер-

12 гетический барьер и тем самым повышают скорость протекания реакции. Например, с помощью фермента каталазы энергия активации реакции разложения перекиси водорода (H2O2 — —> H2O +О) снижается с 18 до 2 ккал/моль, а скорость реакции увеличивается в 1,6Х10И раза.

Высокая каталитическая активность ферментов основана на общих принципах физической и органической химии: а) молекула субстрата взаимодействует с ферментом с изменением конформации одного из них или обоих, при этом образуется переходное состояние, более энергетически выгодное по сравнению с субстратом; б) затем фермент может инициировать разрыв ковалентной связи вследствие близости реагирующих групп; в) этому способствует электрическое поле, поддерживающееся в очень малом объеме в необычно безводной среде, т. е. с низкой диэлектрической постоянной и г) боковые цепи аминокислотных остатков, расположенные в полости вокруг активного центра, могут образовывать короткоживущие связи, способствующие протеканию реакции. В бимолекулярных реакциях на ферменте создается значительно более высокая концентрация субстратов, чем в растворе, при этом они находятся ближе друг к другу и лучше ориентированы. Ферменты обладают двумя типами специфичности: 1) разной степенью сродства к субстратам и 2) разной скоростью реакции для различных субстратов после связывания. Эти типы называются специфичностью связывания и кинетической специфичностью и проявляются независимо друг от друга [Koshland, Neet, 1968].

Первым выделенным комплексом субстрата с ферментом был комплекс D-аланин, оксидаза D-аминокислоты и кофактор ФАД (флавинадениндинуклеотид). Этот комплекс представляет собой гексагональные кристаллы пурпурного цвета, стабильные в отсутствие воздуха. Исследования методом ЭПР показали, что в этих кристаллах кофактор присутствует в свободноради-кальной моногидроформе FADH [Yagi, 1965].

9.0.4. Простые модели ферментов

Все известные ферменты — это белки. Однако для изучения механизмов их действия и установления природы их высокой специфичности в отношении и продуктов и субстратов были созданы модельные соединения небелковой природы. Основой для них послужил гистидин, встречающийся в активных центрах многих ферментов. Наиболее важной функциональной группой гистидина является имидазольное кольцо (9.1), величина рКа которого близка 7. Это позволяет ему выступать в роли как донора протона, так и его акцептора. Имидазол и особенно 4/-(имидазол-4-ил) масляная кислота (9.2) значительно ускоряют гидролиз сложных эфиров по механизму обычного кислотно-основного катализа [Bruice, Benkovic, 1966].
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 191 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed