Теория ключа и замка

Рис. 4.7. Образование нестойкого фермент-субст-ратного комплекса согласно теории Э. Фишера ключ-замок .

Современная теория этого типа регуляции биологической активности вытекает из представления о гибкости белковых молекул и их способности изменять свои размеры и форму за счет изменения взаимодействия между субъединицами. Предыдущая теория ферментативного катализа была основана на диаметрально противоположной точке зрения. Эта концепция, казавшаяся весьма плодотворной в течение шестидесяти лет, рассматривала активный центр ферментов как определенным образом сконструированный участок, где мог расположиться только субстрат или какие-нибудь другие молекулы, имеющие соответствующие размеры и форму. Эти молекулы, которые могут занимать активный центр ферментов, но не вступают в реакцию, называли конкурентными ингибиторами. При описании этого явления часто пользовались аналогией ключ — замок , но, может быть, основная идея о наличии жесткого контура белковой структуры, не допускающего в активный центр молекулы, отличающиеся от субстрата по размерам или форме, лучше иллюстрируется сравнением с головоломкой, в которой картинка получается в результате складывания отдельных точно пригнанных кусочков. [c.57]

Б. Ориентация субстрата относительно фермента таким образом, чтобы пространственное расположение субстрата было наиболее выгодным для дальнейшего протекания реакции. Важно отметить, что только после присоединения субстрата АЦ становится комплементарным ему, в отличие от представлений прежней теории ключ-замок , которая рассматривала АЦ фермента заранее комплементарным субстрату. [c.29]

Для того чтобы привести эту теорию в соответствие с опытными данными, Кошланд несколько видоизменил модель ключ — замок . Согласно его гипотезе субстрат, присоединяясь й активному центру, изменяет его форму, обеспечивая таким образом идеальное их соответствие. Иными словами, функциональные группы в активном центре принимают специфическую пространственную конфигурацию только тогда, когда их вынуждает к этому присутствие субстрата. [c.203]

Поразительная специфичность действия ферментов привела к созданию теории замка и ключа, согласно которой для протекания реакции необходимо точное структурное соответствие между субстратом и активным центром фермента. Проведенные эксперименты убедительно доказали адекватность этой идеи, однако сама теория претерпела существенное изменение. Считается, что если фермент — это замок , а субстрат — ключ , то введение ключа в замок часто индуцирует конформационные изменения в молекуле белка. Имеется множество работ, в которых показано, что фермент укладывается вокруг субстрата, обеспечивая более точное соответствие подгоняемых структур. В пользу этого говорят данные по изменению спектров кругового дихроизма, спектров поглощения в УФ-области и констант седиментации, а также результаты исследования структуры комплексов ферментов с ингибиторами методом рентгеноструктурного анализа. Как мы уже видели ранее (гл. 4, разд. Д, I), идея индуцированного соответствия оказывается весьма плодотворной и при обсуждении взаимодействий субъединиц. [c.42]

В свое время Фишер предложил модель ключ — замок для рассмотрения фермент-субстратного взаимодействия. Фермент и субстрат обладают жесткими структурами, причем фермент подогнан к субстрату как замок к ключу. Ряд фактов противоречит такой модели — взаимодействие фермента с субстратом имеет, по-видимому, не статический, а динамический характер. Кошланд предложил модельную теорию индуцированного структурного соответствия фермента и субстрата. Перечислим исходные положения этой теории, задачи которой состояли прежде всего в объяснении специфичности ферментов, катализируюхцих реакции переноса связи [c.189]

Так с точки зрения мультиплетной теории объясняется принцип Фишера ключ-замок . [c.89]

Фермент и субстрат могут образовать достаточно прочный фермент-субстратный комплекс только в том случае, если их конфигурации будут точно соответствовать друг другу. Левую ногу можно втиснуть в правую туфлю, а правую руку — в левую перчатку, однако это неудобно, и мы стремимся поскорее исправить ошибку. Нечто аналогичное имеет место и при образовании фер-мент-субстратного комплекса. Поверхности молекул фермента и субстрата должны быть подогнаны друг к другу почти так же, как ключ к замку эту теорию и в самом деле часто называют теорией ключа и замка. Подобно тому как определенный ключ может открыть только свой замок, так и определенный фермент построен таким образом, что действует только на определенный субстрат или определенный вид связи. Специфичность ферментов к субстратам напоминает способность замка открываться только своим ключом. [c.347]

Для каталитической активности фермента существенное значение имеет пространственная структура, в которой жесткие участки а-спиралей чередуются с гибкими, эластичными линейными отрезками, обеспечивающими динамические изменения белковой молекулы фермента. Этим изме-неням придается больщое значение в некоторых теориях ферментативного катализа. Так, в противоположность модели Э. Фищера ключ-замок Д. Кощлендом была разработана теория индуцированного соответствия , допускающая высокую конформационную лабильность молекулы белка-фермента и гибкость и подвижность активного центра. Эта теория была основана на весьма убедительных экспериментах, сввдетельствующих о том, что субстрат индуцирует конформационные изменения молекулы фермента таким образом, что активный центр принимает необходимую для связывания субстрата пространственную ориентацию. Иными словами, фермент только в присутствии (точнее, в момент присоединения) субстрата будет находиться в активной (напряженной) Т-форме в отличие от неактивной Я-формы (рис. 4.10). На рис. 4.10 видно, что присоединение субстрата 8 к ферменту Е, вызывая соответствующие изменения конформации активного центра, в одних случаях приводит к образованию активного комплекса, в других—неактивного комплекса вследствие парущения пространственного расположения функциональных групп активного центра в промежуточном комплексе. Получены экспериментальные доказательства нового положения о том, что постулированное Д. Кощлендом индуцированное соответствие субстрата и фермента создается не обязательно изменениями [c.132]

Схематический пример промежуточного комплекса дан на рис. 9. В нем субстрат (I), белковая часть фермента (II) и кофермент (III) должны соприкасаться между собой, хорошо подходя друг к другу выступами против выемок. На рис. 9 для простоты все атомы взяты одинаковыми и не делается различия между валентно-химическими и ван-дер-ваальсовыми радиусами. Так с точки зрения мультиплетной теории объясняется принцип Фишера ключ—замок . [c.40]

Механизм действия ферментов до конца не раскрыт. Наиболее общим представлением является система замок — ключ (фермент — субстрат), выдвинутая Э. Фишером в 1894 г. и развитая Дж. Холдейном в 1930 г. Согласно этой теории, молекула субстрата точно соответствует по своей форме некоторому участку на молекуле фермента. Причем при связывании субстрата с ферментом его связи, подлежащие изменению, несколько растягиваются, что облегчает их последующий разрыв. Многие ферменты строго специфичны уреаза — катализирует только гидролиз мочевины аргиназа — гидролизует только Ь-аргинин до L-opнитинa и мочевины. [c.567]

Крамер [63], Гогтшалк [116] и др. [150, 153, 167, 184], рассматривая способ действия фермента, предположили включение субстрата молекулой фермента. Крамер обращает внимание на циклодекстрины как на соединения, пригодные для разделения изомеров посредством включения. Эти наблюдения приводят к новому подходу к старой теории ферментов типа замок-ключ . [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология