ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение активных центров некоторых ферментов из "Химия жизни" Гидролазы относятся к ферментам, у которых активная группа образована в результате особой конформации белковой молекулы. При изгибах полипептидной цепи белка некоторые аминокислотные остатки сближаются и их сочетание образует активный центр биологического катализатора. Высказывалось мнение, что строгая специфичность фермента (его узкая специальность — настроенность только на определенную реакцию) зависит от окружения активной группы. [c.98] Примером гидролитического фермента может служить химо-грипсин, который получается при воздействии особого вещества — трипсиногена (трипсиноген синтезируется в поджелудочной железе) на трипсин. Химотрипсин ускоряет гидролиз пептидных связей в слабощелочной среде, он катализирует также и гидролиз некоторых сложных эфиров. Предполагают, что активный участок молекулы химотрипсина состоит из четырех остатков аминокислот серина, изолейцина и двух остатков гистидина. Составные части активного центра должны быть очень точно расположены относительно друг друга и молекулы субстрата. [c.98] Бендеру, детально изучившему структуру химогрипси-на, и данным Нейрата и Харли, можно представить себе активный пентр химотрипсина в виде петли, связывающей участки цепи от цистеина 42 до цистеина 58 и прямой цепи от цистеина 191 до цистеина 201. Аминокислотный остаток серина имеет 195 и расположен недалеко от остатка гистидина 57. Свертывание цепи обусловливает близость таких аминокислот, которые нормально отделены друг от друга 134 аминокислотными остатками (цвет. табл. I). [c.99] Что же происходит с гидролизуемой связью в этой сложной системе На этот счет имеется несколько гипотез. Согласно одной из них на активном участке имеется группа ОН (от серина) и группа, содержащая реакционно способный атом водорода (в гистидине — водород имидазольного ядра). [c.99] Рис- 25. Возможная схема гидролиза сложного эфира под действием химотрипсина. [c.99] Водород от имидазола через молекулу воды лереходит на атом кислорода карбонила и образует там группу ОН. [c.100] Водород от группы ОН серина переходит к другому атому азота имидазола. Благодаря свойствам имидазола этот атом водорода в конечном счете вернется на прежнее место. [c.100] Свободная валентность атома кислорода серина присоединяет атом углерода эфира. [c.100] Гидролиз соединения ацил-фермент дает кислоту КСООН и восстанавливает состояние фермента. Ацил переносится на воду. [c.100] Анализ работы активного центра химотрипсина приводит к выводу, что фермент действует на молекулу субстрата одновременно в нескольких точках такое соединенное воздействие различных атомных групп называют кооперативным. Благодаря этому эффекту даже слабые взаимодействия, суммируясь, могут произвести значительные изменения в структуре молекулы. [c.100] Хорошим примером сложного строения активного центра является также структура центра фермента ацетилхолинэстеразы, ускоряющего гидролиз ацетилхолина. Этот фермент имеет особое значение. Его работа связана с передачей нервного импульса. В тех точках, в которых нервные клетки граничат друг с другом, передача сигнала от одной клетки (нейрона) к соседней зависит от наличия ацетилхолина. Изменение его концентрации, отвечающее нормальной работе связанных нейронов, т. е. передача сигнала, н регулируется ацетилхолинэстеразой. [c.100] Активный центр этого фермента состоит из двух участков один функционирует как анион (анионный участок), а другой расщепляет сложноэфирную группу. Сложные эфиры называют эсте-рами, и поэтому участок носит название эстеразный. [c.101] В результате гидролиза получается уксусная кислота и холин (КН). [c.101] Перейдем теперь к таким ферментам, активная группа которых имеет небелковую природу. [c.101] Как мы уже упоминали, во время действия фермента химический процесс развертывается главным образом на некоторых определенных группах атомов кофермента. В связи с этим нет необходимости, изображая работу активной группы, выписывать полностью всю формулу группы, хотя бы она была и хорошо известна. [c.101] Ему свойственны и другие реакции, характеризующиеся разрывом связи С—С, но мы ограничимся декарбоксилированием ввиду исключительной важности этой реакции. [c.102] Во многих случаях остальные атомы способствуют также фиксации кофермента на белке или служат резервуаром энергии, необходимой для осуществления процесса, т. е. преодоления активационного барьера реакции. Перейдем теперь к ферментам, катализирующим перенос водорода. [c.103] Перенос атомов водорода и электронов чрезвычайно важен, так как энергия потока электронов может быть уловлена и запасена в азотофосфорном соединении именно в аденозинтрифосфор-ной кислоте. [c.103] Вернуться к основной статье