ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Раздел А Общие закономерности ферментативного превращения полимерных субстратов из "Ферментативный катализ" Полимеры можно определить как химические соединения, молекулы которых обладают высокой молекулярной массой и состоят из достаточно большого числа повторяющихся звеньев (химических группировок, мономерных единиц и т. п.). Биополимеры (в отличие от синтетических полимеров) образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов они чаще всего рассматриваются в качестве полимерных субстратов при изучении действия ферментов-деполимераз. [c.6] Термин полимерный субстрат обычно означает, что данный полимер служит объектом действия на него фермента. В ряде случаев в роли полимерных субстратов используются и синтетические поли- или олигомеры, но они, как правило, моделируют поведение природных полимеров и их фрагментов. Синтетические олигомеры зачастую более доступны, чем их природные аналоги, и их можно приготовить практически однородными (гомополимер-ными) в отношсиуи химической последовательности, в то время как природные полимеры, выделенные из клеток животного, растительного или микробного происхождения, могут содержать дефекты (в химическом отношении, а не с точки зрения биологической целесообразности). Именно этим вызвано в последнее время все возрастающее применение синтетических поли- и олигомеров для изучения механизма их ферментативной деструкции. [c.6] Во втором классе (трансферазы) ферменты, действующие на полимерные субстраты, представлены в основном группой метил-трансфераз (КФ 2.1.1), переносящих метильную группу на полисахариды, нуклеиновые кислоты и белки ацилтрансфераз (КФ 2.3.1), которые переносят ацильные остатки на ряд белков гликозилтрансфераз (КФ 2.4), куда входят несколько десятков ферментов, переносящих остатки гексоз, пентоз и других глико-зильных групп от полисахаридов на подходящие акцепторы и, наоборот, от подходящих доноров на полисахариды или белки. [c.7] катализирующие расщепление связи углерод—кислород (КФ 4.2), могут приводить к-деполимеризации полисахаридов (полисахарид-лиазы, КФ 4.2.2) путем отнятия молекулы спирта от мономерных звеньев. Изомеразы в ряде случаев катализируют перегруппировки 8—5-связей в белках (КФ 5,3.4). Наконец, лигазы (синтетазы) катализируют ацилирование транспортных РНК соответствующими аминокислотами (1 Ф 6,1.1) и восстанавливают разрушенные фосфодиэфирные связи в нуклеиновых кислотах (КФ 6.5). [c.7] В настоящей книге практически не затрагиваются превращения таких полимеров, которые имеют лишь один реакциоинрлй центр (в рассматриваемых условиях) иа молекулу, В этом случае реакции принципиально не отличаются от превращения малых молекул (простых субстратов), возможно, за тем исключением, что в реакциях с полимером будет контактировать достаточно большая по размеру область фермента. Иначе говоря, узнавание ферментом полимерного субстрата, даже имеющего лишь один реакционны центр па молекулу, может достигаться большим количеством контактов, проявляя большую специфичность, чем в превращениях малых молекул субстрата. [c.7] Чрезвычайное разнообразие полисахаридов, с одной стороны, и разрушающих их ферментов, е другой, вызвано, по-видимому, параллельным совершенствованием тех и других (зачастую с противоположными целями) в ходе эволюции живой природы. Одна из причин создания все новых и новых полисахаридов и все более усложняющейся структуры заключалась в защите организма от вторжения извне биологических факторов (в частности, микроорганизмов и их ферментов). Тем самым микроорганизмы вынуждены производить все более усложняющиеся наборы ферментов (полиферментных систем), способных обеспечить деструкцию полисахаридов, причем для надежного выполнения этой задачи природой были созданы ферменты, шунтирующие полиферментные системы, т. е. дублирующие работу сразу нескольких ферментов и иоэтому обладающие другими способами деструкции полимеров. [c.8] Большое разнообразие ферментов-деполимераз, действующих зачастую на один и тот же субстрат, безусловно, затрудняет кинетическое описание путей деструкции полимера. С другой стороны, эта особенность действия деполимераз показывает, что весьма актуальной задачей ири создании общей концепции ферментативной деградации полимеров является разработка кинетической теории действия полиферментных систем. Современное состояние этой проблемы отражено в четвертой главе настоящего раздела. [c.8] Вернуться к основной статье