Ферменты, влияние ионов металлов

СООН, N1 2, ЫН, ОН, 5Н, а также гидрофобные группы, способные ориентировать молекулы реагирующих веществ в определенном положении по отношению к активному центру. В состав активного центра многих ферментов входят ионы металлов, причем при удалении иона металла из металлофермента последний теряет каталитические свойства. Каталитическая активность ферментов имеет максимум на шкале pH, в сильнокислых и сильнощелочных средах она, как правило, не проявляется. Каталитическая активность ферментов наиболее оптимальна при температуре от 20 до 40° С, при 60 — 70° С происходит их денатурация. Активные центры имеют строго определенную структуру, что позволяет ферменту присоединять только молекулы определенного строения. Так, например, фермент уреаза гидролизует карбамид СО(NH2) в 10 раз быстрее, чем ион водорода, и не оказывает влияния на реакции гидролиза других родственных карбамиду соединений. В настоящее время известно около тысячи ( )ер-ментов, одни из которых катализируют только окислительно-восстановительные процессы, другие—реакции с переносом групп, третьи—реакции гидролиза и т. д. [c.184]

Большинство ферментов, переносящих фосфат, нуждаются для активности в ионах двухвалентных металлов. Эти ионы сравнительно легко удаляются из ферментов, что приводит к потере активности. При добавлении металлов она восстанавливается. Поскольку единственными двухзарядными ионами, которые в физиологических условиях присутствуют в достаточном количестве, являются M.g + и Са +, то считают, что именно они выполняют биологическую функцию. Однако влияние ионов металлов на ферменты может быть разным. Чаще всего наибольшей эффективностью обладает Mg2+. Некоторые металлы первого переходного ряда, особенно Мп +, могут заменять его, но активность фермента при этом несколько понижается. Это же относится к Са +, однако иногда он ингибирует реакцию, тогда как в некоторых случаях Са + служит активатором, а Mg + — ингибитором. [c.634]

В свою очередь гомогенный катализ можно разделить по типу применяемого катализатора на кислотно-основной (в присутствии кислот и оснований), окислительно-восстановительный (в присутствии ионов металлов переменной валентности), координационный или металлокомплексный (промежуточные продукты — комплексные соединения) и гомогенный газофазный (например, окисление диоксида серы кислородом в присутствии следов оксидов азота). К гомогенно-каталитическим процессам относят и ферментативный катализ биохимических процессов, происходящих в живых организмах под влиянием сложных белковых катализаторов — ферментов (энзимов). [c.234]

Очень часто присутствие того или иного нона металла или аннона (например, С1 ) оказывается необходимым для работы фермента. В ряде случаев ион металла связывается с ферментом в определенном центре на его поверхности или внутри молекулы. Влияние иона на катализируемую реакцию может быть обусловлено присутствием сильного электрического заряда. Некоторые ионы металла способны обратимо окисляться и восстанавливаться. Благодаря этому свойству железо, медь и кобальт входят в состав активных центров многих ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы. Важное значение имеет также способность ионов металлов влиять на взаимную ориентацию разных участков молекулы белка или других макромолекул. Связывание иона металла может вызывать радикальные изменения в конформации молекулы (гл. 4, разд. В. 8.в). [c.156]

Взаимодействие пептидов и белков с их окружением (гормон — рецептор, фермент — субстрат) приводит к конформационным изменениям участвующих молекул, которые можно проследить спектроскопически так же, как конформационные изменения, вызванные влиянием растворителей, комплексообразованием с ионами металлов или биологическими рецепторами. [c.385]

Интерес к макроциклическим соединениям возник тогда, когда было обнаружено, что они подобны по своей структуре и свойствам природным биологически активным молекулам, таким как антибиотики, энзимы, рецепторы лекарственных препаратов, и способны к селективному комплексообразованию с ионами металлов и с различными низкомолекулярными соединениями [13-15]. Благодаря этому свойству они нашли широкое применение в качестве моделей ферментов при изучении рецептор-субстратного комплексообразования. Макроциклические лиганды играют значительную роль в таких биологических процессах, как иммунный ответ и транспорт через мембраны. Поэтому важность изучения их способности к узнаванию модельных биомолекул очевидна. Для обсуждения нами выбраны лиганды, имеющие диаметрально противоположные гидратационные свойства своих полостей. Это сделано с целью описать влияние сольватирующих свойств растворителя на термодинамику взаимодействия выбранных биомолекул, а также роль энтальпийно и энтропийно стабилизирующих вкладов на процесс комплексообразования. [c.189]

Распад липидов, который происходит во время технологических процессов, обычно катализируется ферментами. Однако те же реакции могут протекать стихийно или под влиянием неспецифического катализатора, например ионов металлов. Не вдаваясь в подробности механизмов этих реакций, обратим больше внимания на характер образующихся продуктов. [c.289]

В табл. 13 суммированы данные по ферментативной активности нуклеазы с РНК и ДНК в качестве субстратов в присутствии различных ионов металлов. Сравнение этих данных показывает, что ни один ион металла не может эффективно заместить ион Са(Н). Связывание ионов металлов ферментом доказано исчезновением их ингибиторного влияния при добавках в реакционную смесь ионов [c.119]

Пируваткиназу исследовали [16], заменяя оба металла — магний и калий, которые необходимы для обеспечения каталитической активности. Задача в данном случае состояла в оценке расстояния между этими двумя ионами в ферменте. Она была решена путем замены магния на Мп + и наблюдения влияния ионов марганца на собственный ядерный резонанс ионов Т1+, заменяющих К" . По этим данным было определено расстояние Мп +—Т1+, оказавшееся равным 820 пм. Это расстояние при введении субстрата — фосфоенолпировиноградной кислоты — уменьшалось до 490 пм, что указывает на индуцированные субстратом конформационные переходы. Роль обоих ионов металла в катализе пируваткиназой неясна, но понятно, что данные ЯМР могут быть весьма полезны при обсуждении различных моделей. [c.389]

Другое ограничение метода состоит в том, что влияние парамагнитного центра удается обнаружить только на расстоянии до 1,5 нм, так что если ион металла связывается не вблизи фермента или другой макромолекулы, представляющей интерес, то ценность получаемой структурной информации может быть невелика. Эту трудность удается обойти в тех случаях, когда молекула не имеет собственных центров, связывающих металл, путем введения таких фрагментов, которые могут связывать ионы металла по реакции с функциональными группами, например с 5Н-группами белков. [c.393]

Способы второго типа следующие а) влияние многоатомных спиртов (типа глицерина и т. п.) в) влияние углеводов, моно- и дисахаридов, а также некоторых полисахаридов в) влияние неорганических электролитов, ионов минеральных солей г) специфическое действие некоторых ионов металлов (Са +, и др.) д) действие одних белков на другие, в том числе на ферментные белки е) действие нуклеиновых кислот ж) действие солей жирных кислот, детергентов и иных органических длинноцепочечных ионов в малых концентрациях з) действие некоторых кислых красителей и) влияние определенных видов химических модификаций, которые могут приводить к повышению устойчивости макроструктуры. К этому типу относятся еще четыре способа стабилизации, характерные для ферментов и связанные с воздействием на их активный центр. Это влияние субстратов, продуктов реакции, коферментов, простетических групп, специфических ингибиторов ферментов. [c.163]

Щелочная часть кривой титрования на рис. 10 зависит от времени. Это, как указывалось выше, свидетельствует о наличии конформационных изменений под действием pH и может быть связано с влиянием pH на ионизацию тирозиновых остатков, заблокированных внутри белковой глобулы. Изменения в кривых титрования могут происходить также при воздействии различных растворителей, ионов металлов, ферментов и т. п. Во всех случаях они отражают конформационную перестройку молекул, и исследование разностных кривых титрования позволяет получить некоторую информацию о характере такой перестройки. [c.36]

Ценные сведения о природе некоторых каталитических явлений были получены при изучении влияния комплексообразования на каталитические свойства ионов металлов. В некоторых случаях комплексообразование имеет непосредственную связь с обычным отравлением гетерогенных катализаторов и ферментов. При изучении комплексов металлов были отмечены важные свойства бифункциональных катализаторов для активации водорода. [c.406]

Обычно большинство ферментов в процессе изоэлектрической фокусировки не теряют своей активности, исключение составляют лишь некоторые металлсодержащие ферменты. Их активность часто можно регенерировать, если добавить соответствующий ион металла в исследуемую смесь [413]. При обнаружении ферментов методами, применяемыми в гель-электро-форезе, может потребоваться добавка соответствующего буфера, чтобы нейтрализовать влияние амфолитов. [c.176]

Влияние катионов на ферменты более специфичное, чем влияние анионов. Механизм влияния ионов на ферменты окончательно не установлен, но считается, что активирующее действие ионов на те или иные ферменты различно. Металл может входить в состав простетических групп, в состав активных центров ферментов, обусловливать конформацию ферментативного белка и др. , [c.92]

Во всех мостиковых комплексах фермент — металл — лиганд ион металла благодаря своим уникальным координационным свойствам играет важную роль во взаимодействии белок — лиганд. Однако обычно предполагается, что ион металла в комплексах фермент — металл — субстрат оказывает также и каталитическое влияние [8]. Предположение о каталитической роли часто вытекает из рассмотрения катализа ионами металла в модельных системах, которые лишь имеют сходство с биологическими реакциями [8, 26, 27]. Хотя предположение о каталитическом участии ионов металла и весьма привлекательно, однако убедительные доказательства их каталитической роли в биологических системах были получены лишь в нескольких случаях. Итак, роль иона металла в связывании и в катализе в биологических системах не легко разделить, а модельные исследования обладают лишь некоторой степенью приближения. [c.446]

Каталитическое влияние ионов металлов на многие органическгге и неорганические реакции обусловлено изменениями в реакционной способности лиганда, вызванными координацией. Многие реакции, катализируемые ферментами, в которых существенно наличие атома металла, подобного Mg2+, 2п +, Си + и т. д., попадают в эту категорию реакций. [c.220]

Возможность образования связей с различными лигандами, входящими в состав белков, обусловливает и способность катионов металлов повышать прочность высших структур белков фиксация определенной конформации, которая благоприятна для катализа, оказывается таким образом косвенным средством влияния на катализ. Ион металла может также входить в состав самого активного центра (металлопорфириновые комплексы в каталазе, пероксидазе и др.) ионы металлов часто активируют субстрат не вполне выясненным образом или облегчают возникновение связей между кофактором и белковой частью фермента. Несомненно, в некоторых случаях ион металла действует как мостик , облегчающий окислительно-восстановительный процесс, т. е. перенос электронов (на это указал еще Сцент-Дьерди). Деформация молекул кофактора под влиянием иона металла, например деформация молекулы АТФ под действием иона магния (Сцент-Дьерди), необходима для целого ряда реакций. [c.181]

Глюкозофосфатизомераза (КФ 5 3.1.9) катализирует обратимое превращение глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата. Равновесие устанавливается при соотношении альдозы к кетозе приблизительно равном 2 1. Для проявления активности фермента не требуется присутствия ионов металлов или каких-либо кофакторов. Реакция изомеризации легко протекает в диализованных экстрактах мышц. Отсутствие АТФ в таких экстрактах делает невозможным дальнейшее превращение фруктозо-6-фосфата под влиянием фосфофруктокиназы. О процессе изомеризации судят по изменению содержания глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата в процессе инкубации. [c.61]

Так как величины Кт я V могут по-разному зависеть от pH, исследование, проводимое при ненасыщающих концентрациях субстрата, дает информацию, которую трудно интерпретировать. Поэтому необходима постановка экспериментов по определению влияния pH на Кт. и V. Следует помнить, что концентрация субстрата, являющаяся насыщающей при одном значении pH, при другом может йе быть ею. Выбирая буфер, нужно учитывать, чтобы его рК был по возможности близок к оптимуму pH реакции, а также иметь в виду, что при одном и том же pH в разных буферах каталитическая активность может различаться. Отдельные ионы могут оказывать активирующее или ингибирующее влияние на фермент. Поливалентные анионы (фосфат, сульфат, цитрат) могут конкурировать с отрицательно заряженным субстратом, вызывая ингибирование реакции. Отдельные компоненты буфера, например ЭДТА, гистидин, цитрат, могут связывать ионы металлов, важные для активности некоторых ферментов. Следует иметь в виду, что ионная сила раствора оказывает влияние на активность фермента. Поэтому, изменяя состав реакционной среды, необходимо обеспечивать постоянство ионной силы. [c.211]

Обычно эти реакции своднорадикального окисления протекают в активном центре соответствующих ферментов, а промежуточные продукты не появляются во внещней среде. При изменении условий функционирования дыхательной цепи (например, при гипоксии) в ней также возможно одноэлектронное восстановление кислорода, объясняющееся тем, что его сродство к убихинону выще, чем к цитохромоксидазе. Эти процессы приводят к образованию супероксид-аниона кислорода. Этот радикал может образовываться и под влиянием ультрафиолетовых лучей, а также путем взаимодействия кислорода с ионами металлов переменной валентности (чаще всего с железом) или в ходе спонтанного окисления некоторых соединений, например дофамина. Наконец, он может продуцироваться в клетках и такими ферментами, как ксантиноксидаза или НАДФН-оксидаза. [c.314]

Фермент карбоксипептидаза катализирует гидролиз некоторых пептидов, обладающих свободной а-карбоксиль-ной группой, расположенной в концевой аминокислоте [66]. В молекуле этого фермента содержится один ион цинка [67], связанный с атомом азота и серы [68]. Предполагается, что ослабление пептидной связи в субстрате под влиянием фермента происходит за счет сильного поляризующего действия иона металла [64] [c.254]

Ион металла может участвовать в ферментативной реакции, не оказывая существенного влияния на прочность связи фермент—субстрат. Примером может служить реакция переноса фосфорильной группы от фосфокреатина к аденозиндифосфату [80, 81], катализируемая ферментом креатинфосфорилтрансферазой в присутствии В этой [c.261]

Исследование металлокарбоангидраз химическими и кристаллографическими методами указывает на важность тонкого стерического соответствия при взаимодействии упорядоченных молекул растворителя с молекулой субстрата. Из сравнения активностей Со(П)- и 2п(11)-содержащих ферментов (табл. И) следует, что каталитическое действие сложным образом зависит от природы связи металл—кислород, образуемой в области активного центра. Согласно предположению Оргела [267] и Дженкса [268], роль иона металла в белке заключается в увеличении кислотности связанной молекулы воды. В рамках механизма каталитической реакции 2п-(И)-фермента [249, 259] за-счет более сильной поляризации связи ОН координированной воды (как показано на рис. 24) следовало ожидать большего каталитического эффекта при координации карбоангидразы с Со(П), чем с 2п(П). Сильное влияние незначительных стерических искажений на упорядоченную структуру молекул растворителя в области активного центра карбоангидразы подчеркивает важность тонкого стерического соответствия, которое должно выполняться при катализе гидратации— дегидратации СОг. [c.107]

Са(И). Ингибирование наиболее сильно проявляется в случае ионов 2п(П), Hg(П) и С(](П). Кроме того, при предварительной инкубации фермента с соответствующими солями не наблюдается увеличения степени ингибирования нуклеазной активности [296]. Эти результаты показывают, что ингибиторное влияние катионов металлов обусловлено связыванием их вблизи центра координации Са(П), а не неспецифическим связываниемдругими участками белка. [c.120]

Особенно интересно сравнить влияние ионов 5г(И) и Ва(П) на нуклеазу стафилококка. Подобно Са(П), для обоих катионов предпочтительны кубические структуры и донорный атом кислорода в качестве лиганда [290]. Данные рентгеноструктурного анализа [33] фермента, ингибированного Ва(П), показывают, что ион Ва(П) смещен на 75 пм относительно центра, занимаемого Са(П). Вероятно, ион 8г(П) смещен от центра связывания Са(П) несколько меньше, поскольку 5г(П) имеет меньший ионный радиус (табл. 3). Эти результаты показывают, что стереохимические требования к координации катиона металла при гидролизе РНК должны несколько отличаться от требований при гидролизе ДНК, поскольку 5г(И) катализирует гидролиз ДНК, но не РНК. Структурные причины уменьшения гидролитической активности по отношению к ДНК в присутствии 8г(И) и исчезновение активности в присутствии Ва(П) нельзя объяснить только на основе кристаллографических данных. Вероятно, геометрические искажения центра связывания Са(П), обусловленные изменением ионного радиуса, передаются области связывания нуклеотида. Эти эффекты могут ухудшать стерическое соответствие субстрата активному центру, что приводит к уменьшению ферментативной активности. Кроме того, необходимо учитывать влияние увеличения ионного радиуса на возможную каталитическую роль молекулы воды, образующую мостик между ионом металла и атомом фосфора в 5 -положении рибозила. [c.120]

К числу неорганических активаторов, кроме ионов металлов, относятся также анионы солей, которые влияют на активность ферментов неспецифически. Почти всегда они изменяют зависимость скорости реакции от pH среды, т. е. изменяют характер ионизации соединения фермент — субстрат, степень сродства фермента и субстрата. Соединение фермента с отрицательно заряженными ионами приводит к ускорению реакции, к изменению величины константы Михаэлиса. Существует два классических примера высокой чувствительности фермента к присутствию ионов так, влияние хлорионов на активность а-амилаз животных настолько значительно, что этот анион принято считать природным активатором названной группы ферментов на фумаратгид-ратазу сильное действие оказывают двух- и трехвалентные ионы, в частности, цитрата, фосфата, арсената. [c.70]

После того как было выяснено, что константа скорости реакции расщепления S—S-связи в тиосульфате является лимитирующим фактором, ограничивающим максимальную скорость всего процесса, появилась возможность решить вопрос о вероятном участии сильной нуклеофильной группировки фермента в этой реакций. Этот вопрос возник в связи с весьма значительным выигрышем в энтропии, который давала ферментативная реакция по сравнению с некатализированной реакцией тиосульфата с цианидом. Механизм двухтактного замещения благоприятствует реакции между двумя одноименно заряженными ионами, поскольку в этом случае заряд первого субстрата уходит в раствор вместе с продуктом реакции до того, как происходит реакция со вторым субстратом. Для реакции тиосульфата с цианидом этот электростатический энтропийный фактор сам по себе дает разницу в свободной энергии активации около 6 ккал/моль. Помимо того-, замена бимолекулярной реакции на мономолекулярную на стадии, лимитирующей общую скорость, должна снижать AG на 1,4— 2,4 ккал/моль за счет вклада неэлектростатической энтропии, определяющегося либо в соответствии с гипотезой о повышении концентрации до 10 AI (стр. 102), либо в соответствии с представлением об энтрЬпийном факторе отбора , равном 8 э. е. Если учесть небольшой дополнительный вклад строгой ориентации тиосульфат-иона в комплексе, то общий выигрыш энтропии будет весьма близок к величине общего изменения ДС. Если бы все перечисленные составляющие выигрыша энтропии могли быть реализованы, то для расщепления связи в субстрате с помощью нуклеофильной группировки фермента такой же силы, как цианид, было бы достаточно небольшого электрофильного смещения альтернативно реакция могла бы проходить с очень слабым нуклеофилом, но тогда должно было бы существовать сильное электрофильное влияние, например со стороны иона металла, связанного с ферментом. [c.208]

Сящих водород, и среди ферментов процессов деаминй-рования и др. Реакционная способность тиоловых групп в сильной степени зависит от окружения вероятно, в алкогольдегидрогенезе эти группы активируются за счет образования водородных связей с имидазолом или иной группой. Активация через посредство водородной связи составляет распространенное явление — это один из простейших и, возможно, первичный способ передачи влияний от одной части молекулы к другой. Способность тиоловых групп окисляться, переходя в дисульфид ные, ацилиро-ваться, образовывать комплексы с ионами металлов делает эти группы очень ценным инструментом ферментативного катализа. [c.175]

Были получены также данные об активирующем влиянии ионов, щелочных металлов, а также тормозящем действии ионов тяжелых металлов, что характеризует фермент Е. oli как типичный SH-фермент. Автор показал широкие возможности применения -галактозидазы как трансферирующего фермента в разнообразных синтезах олигосахаридов. [c.326]

Регуляция Ю аболических процессов может осуществляться на разных уровнях постепенно возрастающей сложности. Простейший путь регуляции — это влияние на скорость ферментативной реакции компонентов реагирукодей системы внутриклеточная концентрация субстрата (субстратов) ферментов, коферментов каждого промежуточного продукта, ионов металлов, внутриклеточное значение pH. Каждый фермент в мультнферментной системе характеризуется определенным оптимумом pH и сродством к своему субстрату (субстратам), продукту (продуктам), а также к своему ко-ферменту или активатору (иону металла). [c.124]

Подобный механизм образования фермент-металл-субстрат-ного комплекса подтверждается результатами недавно опубликованных работ Каби и сотрудников 1496—499], а также других исследователей [500—502]. В этих работах определялись константы равновесия комплекса субстрат-металл-фермент для некоторых трансфос-форилаз. На основании полученных данных предположили, что число связей между металл-субстратным комплексом и ферментом, по-видимому, равно двум. В образовании таких координационных связей могут участвовать функциональные группы различных аминокислот на поверхности фермента. В частности, такими группами могут быть SH-группа и имидазольное кольцо гистидина [502—505]. Строение подобных группировок может оказывать очень большое влияние на специфичность и скорость каталитических реакций. Так, например, в исследованиях Коти и сотрудников [506] по механизму комплексообразования было показано, что в процессе образования металл-хелатных соединений конфигурации электронных оболочек ионов металлов могут меняться вследствие внедрения электронных пар от лиганда. Показано также, что в зависимости от строения электронных оболочек изменяются и каталитические свойства ионов металлов. [c.596]

Среди льюисовских кислот наибольший интерес для биологов представляют ионы металлов. Это связано, в частности, с существоваггием таких биологически важных координационных соединений, как гемоглобин, хлорофилл, группа соединений витамина В12, цитохромы и целый ряд металлоферментов. Однако координационную связь могут образовывать не только поливалентные ионы. Ионы шелочных металлов также обнаруживают определенную тенденцию к образованию координационных соединений, что во многом объясняет влияние ионов и Ыа+ на активность ряда ферментов. Число лигандов, которые могут быть координационно связаны с ионами металлов, зависит от ряда факторов, но для каждого данного иона в определенном состоянии окисления это число обычно постоянно и называется координационным числом (сокращенно К. Ч.). Координационные числа некоторых ионов металлов приведены в табл. 4.8. Обратите внимание, что все они равны либо 2, либо 4, либо 6. Известны и нечетные координационные числа (3, 5, 7), однако они встречаются реже. [c.262]

Многие из общих подходов к исследованию механизма действия ферментов также применимы и к изучению роли ионов металлов в ферментативном катализе. Схемы координации, описывающие взаимодействие фермента, металла и лиганда, могут быть изучены методами, применяемыми при определении стехиометрии и сродства связывания белками небольших молекул. Эти методы включают гель-фильтрацию в присутствии или в отсутствие небольших молекул [49], метод скоростного диализа [50], ультрафильтрацию, метод ультрацентрифугирования по Хейесу — Велику [52], равновесный диализ [53], а также методы для измерения только сродства взаимодействия [54—58]. Выбор схемы координации ионов металлов и лигандов с ферментами с помощью этих методов возможен только при отсутствии влияния других факторов. Например, если образуется комплекс Е — лиганд — М +, фермент должен проявлять значительное сродство к иону металла только в присутствии лиганда. И, наоборот, если образуется комплекс Е — М + — лиганд, то не должно происходить значительного связывания лиганда в отсутствие иона металла. Однако практически ферменты часто проявляют склонность к связыванию обоих компонентов комплекса, невзирая на выбранную схему координации. Следовательно, важны данные, полученные с учетом стехиометрических и кинетических критериев. Такие важные типы комплексов, как Е — лиганд — М + и Е — М + — лиганд, обычно содержат все три компонента в эквимолярных количествах. Более [c.449]

СТИ пользу в качественной оценке, во-первых, доступности иона металла для растворителя и, во-вторых, того, какую из трех возможных ролей, описанных в разд. 1, выполняет ион металла в ферментативной реакции. Как установлено Кон [21], фактор усиления (ei) протонов воды для бинарного комплекса Е — М + (еь) может быть больше, чем ei для тройного комплекса Е — М + — лиганд (тип II) (вс). И наоборот, ферменты, образующие комплексы Е — лиганд — M + (тип I), проявляют небольшое взаимодействие фермент — ион металла (либо вообще его не проявляют) и имеют величину Ес> ь 1,0, в то время как в комплексах М.2+ — Е — лиганд (тип III) лиганд может оказывать небольшое влияние на окружение иона металла и еь 8с. Хотя эти закономерности наблюдались для большинства комплексов типов I и II [21], известны исключения. Изучением скоростей релаксации протонов субстрата в присутствии Мп + — фермента для ФДП-альдолазы из дрожжей доказано существование мостиковых комплексов Е — Мп + — субстрат (разд. 9), хотя и наблюдались небольшие изменения для ei протонов воды при образовании этих комплексов (т. е. еь Вс)- Следовательно, хотя сравнение величины ei протонов воды для бинарных и тройных комплексов фермента, металла и лиганда дает простой и быстрый метод определения типа образующегося комплекса, однако эти результаты должны рассматриваться как предварительные и подтверждаться с помощью других методов, например определением г и Ajh (константы сверхто-ного взаимодействия) путем измерения скоростей релаксации магнитного ядра лиганда. Быстрый метод определения констант диссоциации комплексов дает также наблюдение за изменениями ei протонов воды при взаимодействии фермента с Мп2+ и лигандом [21]. [c.456]

Хотя эти данные, по-видимому, свидетельствуют против широко признанной роли цинка в этой металлдегидрогеназе, т. е. против образования комплекса фермент — Zn + — НАД (НАДН) [121], они недостаточны для определения истинной каталитической роли этого металла. Результаты, полученные Милдваном и Винером [122, 141], могут быть интерпретированы в пользу образования комплексов фермент — Zn + — субстрат [8], хотя, учитывая имеющиеся данные, такая интерпретация является довольно рискованной. В этих исследованиях при использовании спин-меченого аналога АДФ-рибозы было определено расстояние между неспаренньш электроном спиновой метки и протонами субстрата [121]. Если бы Zn + в центре связывания металла можно было заменить на парамагнитный ион металла, то можно было бы методом ЭПР измерить степень спин-спинового взаимодействия и, таким образом, определить расстояние между спиновой меткой и связанным металлом [72, 74а] (разд. 2.2). Опубликовано сообщение о замене Zп + на Со + в алкогольдегидрогеназе из печени, и при этом Со +-фермент проявлял каталитическую активность [90]. Аналогичная замена Zn2+ на Мп + может непосредственно продемонстрировать наличие мостикового комплекса Е — М + — субстрат изучением скоростей ядерной магнитной релаксации протонов субстрата (разд. 2.3). Возможно использование ЯМР С1 для изучения влияния субстратов и коферментов на свойства связанного цинка в нативном ферменте [143]. Этот метод был использован для изучения связанного Zn2+ в нируваткиназе [144], и он является одним нз немногих методов изучения окружения диамагнитного атома цинка. [c.462]

Хотя Мп2+ и не активирует аконитазу [310], этот ион металла снижает скорость и степень активации ионами Ре2+, что позволяет предположить конкуренцию этих двух металлов за один и тот же центр (или центры) связывания [319]. Доказательства существования мостиковых комплексов фермент — М + — субстрат, предполагаемых как в механизме железного колеса , так и в других предложенных механизмах [310—313], были получены изучением влияния комплекса Мп2+ — аконитаза на СРП в присутствии и в отсутствие субстратов, а также изучением его влияния на скорости релаксации метиленовых протонов цитрата. Эти исследования 319] показали, что 1) образуется комплекс фермент — Мп2+ — цитрат, свойства которого соответствуют его участию в катализе [c.486]