Белки имидазольная группа, влияние

Следует напомнить об известных трудностях идентификации функциональных групп активных центров ферментов по величинам рК, полученным из изучения зависимости скорости реакции от pH. Во-первых, одна и та же группировка в белках разного строения может иметь неодинаковое значение рК из-за влияния соседних групп. Некоторую помощь в этом случае может оказать измерение теплоты диссоциации ионогенных групп, рассчитываемой по измерениям температурной зависимости рК. К сожалению, для холинэстераз эти термодинамические константы достаточно надежно не измерены. Согласно данным Шукудза и Шинода [122], теплоты диссоциации основной группировки ацетилхолинэстеразы эритроцитов и холинэстеразы сыворотки крови человека составляют соответственно 8,5 и 6,5 ккал1моль. Эти величины выше или ниже найденной для диссоциации имидазольной группы гистидина в других белках (6,9—7,5 ккал моль [123]). Если признать, что в обеих холинэсте-разах в качестве основной группировки активного центра выступает имидазол гистидина, то трудно понять столь существенное различие в величинах теплот диссоциации. Во-вторых, даже если измерение активности фермента при разных pH рассматривать в качестве своеобразного титрования функциональных групп активного центра, то полученные результаты нельзя безапелляционно считать отражением прямого участия этих групп в каталитическом акте. Можно представить, что ионы Н и ОН -среды выполняют свою функцию, вызывая не только протонизацию или депротонизацию функциональных групп активного центра, но также и более общую функцию создания и поддержания специфической для каждого фермента третичной структуры. Можно думать, что в создании третичной структуры фермента большую роль играют ионные связи между такими группировками, которые расположены вне активного центра и непосредственно не участвуют в реакции с субстратом. Такие ионогенные группировки при взаимодействии могут сближать друг с другом (или наоборот удалять друг от друга) определенные функциональные группы белка, которые непосредственно участвуют в каталитическом акте. Внешне эта непрямая роль кислотно-основных группировок фермента будет отражаться в форме обычной зависимости кинетических констант (и, V, Кт) от pH, но по существу такая зависимость не дает оснований для решения вопроса, является ли она следствием влияния pH на конформацию белка в районе активного центра или диссоциацию группировки, прямо участвующей в реакции с субстратами. [c.184]

Это наблюдается в подвергнутых электродиализу бессолевых растворах белка [20, 53]. Соединение двуокиси углерода с гемоглобином имеет большое значение в физико-химическом равновесии крови, поскольку в присутствии углекислоты сродство гемоглобина к кислороду снижается — явление, хорошо известное в физиологии. Влияние углекислоты на сродство гемоглобина к кислороду обусловлено тем, что двуокись углерода соединяется с основными аминогруппами или имидазольными группами, расположенными в непосредственной близости к атому железа, к которому присоединяется кислород [52, 54]. [c.88]

Интенсивное изучение избирательности субстрата и ингибитора, кинетики гидролиза и влияния изменения pH на реакции, катализируемые холинэстеразами, дало ценные сведения о структуре активной поверхности и механизме ферментативного гидролиза. Выводы, сделанные в различных разделах данной работы, были использованы для создания общей схемы (рис. 13), иллюстрирующей возникновение соединения катионного субстрата ацетилхолина с активной поверхностью истинной холинэстеразы. На этой схеме показан двойной анионный центр — имидазольное кольцо и фенильный гидроксил, обусловливающие прикрепление субстрата за счет электростатических, ковалентных и водородных связей. Из рис. 13 видно, что гидроксильная группа серина находится в непосредственной близости от поверхности белка, но в несвязанном состоянии. Несмотря на большой труд, затраченный в этих исследованиях, предложенная схема остается гипотетической (может быть, за исключением серинового фрагмента), так как высокий молекулярный [c.324]

Гуанидиновая группа аргинина и е-аминогруппа лизина (рК 12,48 и 10,53) являются сильными основаниями, и их ионизация более резко выражена, чем ионизация аминогрупп моноаминокислот имидазольная же группа гистидина обладает лишь слабоосновными свойствами. Отдаленные молекулярные группировки оказывают лишь незначительное влияние на постоянные диссоциации аминокислот. В связи с этим можно ожидать, что и постоянные ионизации белков будут близки к постоянным ионизации аминокислот. [c.78]

Гибкость связей имидазол—металл может быть одной из причин эффективности гистидиновых боковых цепей как центров связывания металла в белках. Другой причиной может быть тот простой факт, что имидазольные группы являются достаточно хорошими донорами электронов для того, чтобы образовать сильные ковалентные связи. Калориметрические измерения показали, что-связи металл—N (имидазольный) дают только немного меньшие вклады в изменение энтальпии в реакциях комплексообразования [116, 157], чем связи металл—iN(аминный). Изменения энтальпии, связанные с комплексообразованием ионов М + в растворе с образованием [М(1тН)4]2+, составляют —23,0, —18,4 и —16,2 ккал/моль, когда М = Си, Ni и Zn соответственно. Изменения энтальпии на первой стадии комплексообразования тех же ионов металлов с одной молекулой имидазола равны —7,6, —5,8 и —3,8 ккал/моль [158]. Наиболее важные вклады в энергик> связей металл — имидазольный азот дает а-связывание. Возможно также я-связывание и влияние ЭСКП. Данные о d —р -связывании изменяются от комплекса к комплексу (см. ниже), а когда ЭСКП вообще есть, она играет меньшую роль в стабилизации связей с имидазольным азотом, чем с атомами азота амино- и пептидных групп. Положение имидазольного азота в спектрохимической серии, по-видимому, ближе к воде (т. е. ниже аминного и пептидного атомов азота [9, 93]). [c.180]

Карбоксильные группы различных органических кислот, аминокислот и белков гораздо слабее и характеризуются величинами рК, лежащими в пределах от 1,5 до 5. Еще более слабыми кислотными группировками являются сульфгидрильные (рК около 8—10) группы, гидроксильные группы (рК около 10) в нуклеози-дах и фенольные в тирозине. К сильноосновным группам относится в первую очередь гуанидиновая группировка в аргинине с рК 12,5 (сам гуанидин имеет рК около 14). Средней степенью основности рК от 8,0 до 10 обладают различные аминогруппы. Особое место занимает имидазольная группировка гистидина. Имея рК 6,0, т. е. близко к нейтральному pH физиологических жидкостей, эта группа играет большую роль, обеспечивая буферные свойства раствора белковых молекул. Аминные группы нуклеотидов являются крайне слабыми основаниями и имеют рК, как правило, ниже 5. Все эти группы испытывают влияние со стороны соседних ионизированных или просто полярных групп той же молекулы, внутренних связей в молекулах, о чем говорилось выше, и т. д. [1, 2, 10, 13]. Поэтому большое значение имеют экспериментальные методы определения рК групп и их количества в различных соединениях и изучение изменения рК в процессе конформационной перестройки одной и той же молекулы. Рассмотрим основные методы титрования различных групп. [c.25]

Существенным недостатком этой реакции является то обстоятельство, что ряд белков не выдерживает подоб1 ой обработки, денатурируется и выпадает в осадок даже тогда, когда еще не достигнуто полное дезаминирование. В этом случае количественное определение аминогрупп, равно как и изучение влияния дезаминирования белка на его биологическую активность становится невозможным. Примером таких белков может быть сывороточный альбумин. Вместе с тем при дезаминировании белков в реакцию могут вступать не только аминогруппы, но и индольные, имидазольные, гуанидиновые и дисульфидные группы. Некоторые авторы отмечали также и окисление сульфгидрильных групп. Поэтому весьма вероятно, что денатурация белка связана со вторичными реакциями азотистой кислоты с перечисленными группировками. [c.71]

Решающее влияние белкового компонента на специфичность каталитического действия хорошо иллюстрируется на примере сравнения каталитических свойств гемоглобина, цитохрома с, каталазы и пероксидазы. Все четыре соединения содержат в качестве простетической группы один и тот же протогем, который связан с белковым компонентом у всех четырех соединений через атом железа. Связывающая группа белкового компонента еще точно не установлена по мнению некоторых авторов, атом железа связан или с имидазольными или с карбоксильными группами белкового компонента (см. стр. 244). В пероксидазе белок связан также с кислотными боковыми цепями гема, а в цитохроме — с винильными группами гема. Эти различия в строении белкового компонента и в характере связей между белком и гемом обусловливают те большие различия в свойствах, которые наблюдаются у гемоглобина, цитохрома с, каталазы и пероксидазы. Так, например, гемоглобин и гемин имеют слабо выраженную каталазную и более ясную пероксидазную активность (примерно 0,1% активности каталазы или пероксидазы) [98, 132]. Влияние белкового компонента на каталитическую активность указанных соединений видно также из данных, приводимых в табл. 17. [c.300]