Ферменты окисление функциональных групп

На основании этих данных предполагается, что окисление протекает следующим образом функциональная группа субстрата (богатая электронами) прикрепляется к определенному месту окисляющей ферментной системы, находящемуся на расстоянии около 5,5 А (0,55 нм) от той точки фермента, где собственно протекает окисление. Было высказано также предполо- [c.60]

Основные научные работы посвящены катализу в органической химии. Создал (1927) учение об органических катализаторах, способных моделировать ферменты. Установил (1930—1940) возможность повышения активности функциональных групп органических катализаторов в 2000—4000 раз благодаря усложнению структуры их молекул. Открыл (1932) необычайно высокое химическое сродство имидазола к гемину. Создал (1950—1960) многие модели биокатализаторов окисления, де- [c.284]

Чем выше степень специфичности фермента, тем больше возможностей для создания предположений о строении активного центра фермента. Каждый случай проявления специфичности неизбежно отражает взаимодействие между ферментом и субстратом. Например, любое изменение молекулы глюкозы приводит к значительному уменьшению скорости окисления ее альдегидной функциональной группы глюкозооксидазой. Следовательно, между тем участком активного центра, который осуществляет окисление альдегидной группы, и теми его участками, которые связывают нереагирующие функциональные группы, существует тес- [c.103]

Другие ферменты. В некоторых процессах обмена веществ важную роль играют реакции перестройки молекулы, при которых не изменяется общий количественный состав молекулы, но возникают новые функциональные группы ферменты, катализирующие такие реакции, называются изомеразами. Мы встретимся с ферментами этой группы при рассмотрении реакции окисления глюкозы. [c.62]

Резюмируя изложенное, можно гуминовые вещества торфа охарактеризовать как систему полимерных рядов, представляющих собой комплексы из протеинов и продуктов их биохимического распада, соединив-Ш ихся с Продуктами биохимического окисления лигнина ио типу соединения белков с дубителями. Этот тип связи, блокируя функциональные группы, взаимодействующие с ферментами, и обусловливает их относительную биологическую устойчивость. [c.343]

Осн. работы посвящены катализу в орг. химии. Создал (1927) учение об орг. катализаторах, способных моделировать ферменты. Установил (1930—1940) возможность повышения активности функциональных групп орг. катализаторов в 2000— 4000 раз благодаря усложнению структуры их молекул. Открыл (1932) необычайно высокое хим. сродство имидазола к гемину. Создал (1950—1960) многие модели биокатализаторов окисления, дегидрирования, дегидратации и де-карбонилирования. Автор Учебника органической химии (1936— 1938), выдержавшего 14 изданий. Президент Хим. об-ва ГДР (1959). Чл. ряда акад. наук. [c.250]

Образовавшаяся функциональная группа требует дополнительного активирования. Оно может быть проведено различными путями. Один из них — формирование стабильного диокси-производного с последующим окислением до альдегида непосредственно перед взаимодействием с ферментом [c.33]

По общепринятой классификации ферментативных реакций ферменты катализируют (ускоряют) реакции, принадлежащие к следующим шести классам 1) окисление и восстановление 2) перенос химических (функциональных) групп от одних молекул на другие 3) гидролиз 4) реакции с участием двойных связей (образование двойных связей или, наоборот, присоединение к ним химических групп) 5) изомеризация, или структурные изменения в пределах одной молекулы 6) синтез сложных соединений (как правило, требующий энергетических затрат). [c.9]

В каталитическом процессе пероксидазного окисления одной и более молекул АК принимают участие ионогенные группы фермента с рК 6,0 и 6,5 (рис. 10). Протонирование этих функциональных групп активного центра пероксидазы ускоряет каталитический процесс. [c.56]

Поскольку норадреналин проявляет нуклеофильные свойства, то он связывается в том же месте активного центра, что и о-дианизидин. Норадреналин изменяет рК функциональной группы активного центра пероксидазы в щелочную сторону, увеличивая сродство фермента к субстрату, за счет этого возрастает скорость окисления аскорбиновой кислоты. Норадреналин не окисляется соединениями Е, и Е пероксидазы. При окислении о-дианизидина в присутствии норадреналина меж- [c.102]

Таким образом, на основании проведенных исследований химической модификации пероксидазы можно высказать предположение, что в активном центре пероксидазы имеется несколько участков связывания субстратов. Поэтому поверхностными и доступными модификациями являются лишь те боковые функциональные группы белка, которые входят в участок активного центра фермента, предназначенного для связывания о-дианизидина. Основная часть функциональных фупп пероксидазы, в том числе и группы, входяш,ие в состав других участков активного центра, маскированы либо располагаются внутри белковой глобулы, либо защищены углеводными остатками и поэтому недоступны модифицирующим агентам. Такая структурная организация пероксидазы обусловлена особенностями механизма действия этого фермента, т.е. необходимостью защищать каталитически важные функциональные фуппы от действия свободных радикалов — промежуточных продуктов пероксидазного окисления субстратов, которые могут инактивировать фермент. [c.142]

Во всех этих случаях механизм трансформации энергии значительно отличается от такового в фотосинтезе и дыхании. Для его осуществления не требуются мембраны он может быть продемонстрирован в водном растворе соответствующих субстратов, ферментов и кофакторов. Окислительный процесс приводит к синтезу высокоэнергетических соединений, образованных продуктом окисления субстрата и функциональной группой фермента или ко-фермента. [c.79]

Окисление функциональных групп фермента. При повышенных температурах некоторые функциональные группы в белках, и в первую очередь SH-группы цистеина и индольные фрагменты триптофана, окисляются. В результате окисления образуются модифицированные производные аминокислот сульфоксисоеди-нения цистеина (SOH, SO2H и т. д.), продукты раскрытия ин-дольного кольца триптофана и др. В некоторых ферментах сульфгидрильные группы, входящие в состав активного центра, обладают повышенной реакционной способностью и окисляются даже при комнатной температуре. [c.122]

A от этой функциональной группы [4]. Однако замещение в системе, состоящей из фермента свиной печени и каприновой кислоты, приводит к образованию 10-оксидекановой кислоты [5]. Область специфического окисления боковых цепей углеводородов весьма плодотворна и в будущем должна продолжать развиваться гидроксилирование амидов азациклоалканов рассмотрено в работе [6]. Пример б демонстрирует биологическое -окисление. [c.245]

Крахмал нерастворим в холодной воде и органических растворителях. Для того чтобы он приобрел способность образовывать с водой коллоидные растворы, его приходится модифицировать. Это достигается путем преобразования многочисленных функциональных групп углеводных цепей и их деполимеризации. Наличие гликозидных связей обусловливает возможность гидролиза в результате нагревания, действия кислот щелочей, окислителей и ферментов. Концевые альдегидные группы позволяют осуществлять реакции конденсации и окисления. Большое количество спиртовых гидроксилов делает возможным реакцид окисления, этерификации, [c.173]

Реакции, в которых происходит окисление одной функциональной группы молекулы соседней группой той же самой молекулы, характерны для многих метабол-ических последовательностей. В большинстве случаев в качестве промежуточного соединения образуется енол—либо из кетонов [уравнение (7-53)], либо путем дегидратации [уравнение (7-59)]. Одна группа ферментов катализирует взаимопревращение аль-дозных сахаров в соответствующие 2-кетозы (реакция 4.В в табл. 7-1). Оказалось, что глюкозо-6-фосфат—изомераза работает с высокой эффективностью во всех клетках [130]. Фермент из мышц кролика (димер с мол. весом 132 ООО) превращает глюкозо-6-фосфат в фруктозо-6-фосфат с числом оборотов 10 с . Неферментативным эквивалентом этой и других подобных реакций является катализируемая основаниями трансформация Лобри де Бройна — Альберда ван Экенштейна [131] она была изучена в 1895 г. двумя голландскими химиками, по имени которых она и была названа позднее, В том же году Эмиль Фишер предположил, что промежуточным соединением в этой реакции является ендиол. Существование ендиола было подтверждено современными исследованиями механизма реакции. [c.154]

Ферменты, будучи белками, содержат большое число различных функциональных групп, обладающих кислотными, основными или нуклеофильными свойствами. Это уже обсуждалось в предыдущих главах, а также отражено в табл. 8.1. Однако в белках отсутствуют многие специфические группировки, необходимые для осуществления таких реакций, как окисление и восстановление, альдольная конденсация, трансаминирование, конденсация аминокислот, метилирование аминов, трансацили-рование и фосфорилирование. Вещества, которые в сочетании с белками обеспечивают протекание этих реакций, называются коферментами. Они также перечислены в табл. 8.1. [c.186]

Для синтеза полимерных лекарственных препаратов методом полимераналогичных превращений можно использовать практически любые водорастворимые полимеры с функциональными группами (альдегидными, кислотными, аминными и т. п.), напр, карбоцепные поликислоты (метакриловую, акриловую), сополимеры винилпирролидона или винилового спирта, окисленные или модифицированные иным образом декстраны, крахмал, целлюлозу и т. д. Описано применение в качестве лекарственных веществ, присоединяемых к полимерам, антибиотиков, гормонов, ферментов, салицила-тов, анестетиков, алкалоидов, противотуберкулезных и противоопухолевых препаратов, витаминов и др. [c.465]

Рис. 15-7. А. Схема, поясняющая механизм действия глицеральдегид-З-фосфатдегадрогена-зы. Между субстратом и 8Н-группой в активном центре фермента возникает ковалентная связь - образуется тиополуацеталь. Этот промежуточный продукт, представляющий собой фермент-субстратный комплекс, окисляется за счет NAD , который также связан с активным центром фермента в результате образуется тиоэфир-ковалентный промежуточный продукт, называемый ацилферментом. Связь между ацильной группой и тиоловой группой фермента характеризуется очень высокой стандартной свободной энергией гидролиза, последнем этапе тиоэфирная связь претерпевает фосфоролиз, в результате чего происходит регенерация свободного фермента и образуется ацилфосфат, сохраняющий в себе значительную часть энергии, высвободившейся при окислении альдегидной группы. Б. Иодацетат является мощным ингибитором глицеральдегид-фосфатдегидрогеназы, потому что он образует ковалентную связь с важной функциональной 5Н-группой фермента и таким образом инактивирует фермент.

Таким образом, обсуждаемая выше инактивация гидрогеназы в присутствии кислорода протекает с участием по крайней мере двух состояний фермента. В механизме катализа гидрогеназами кинетический процесс, характеризуемый временем тг, в отсутствие кислорода практически не имеет места. В этих условиях кинетика процесса, характеризуемая параметром ть отражает, по-видимому, тепловую денатурацию белка. В присутствии кислорода появляется второй экспоненциальный член в кинетике инактивации. В этих условиях происходят, по-видимому, процессы окисления функционально важных групп активного центра фермента, что влечет за собой его необратимую инактивацию. [c.103]

Но для чего было нужно так подробно изучать ферменты на каждой стадии окисления жирных кислот В настоящее время биохимики еще не в состоянии предсказать, какую пользу это может со временем принести, но изучение различных механизмов всегда было одним из наиболее перспективных направлений в биохимии. Зная механизм окисления жирных кислот, мы сможем попытаться проникнуть в области, до сих пор бывшие недоступными. При изучении этого процесса были получены исключительно ценные сведения. Мы узнали, что в нем участвуют три витамина группы В (флавин, никотиновая кислота и пантотеновая кислота), что АТФ, давая энергию, включает превращение жирной кислоты в ее кофермент-А-производное и что медь присоединяется к флавину, который помогает ферменту осуществить первую стадию окисления. Чтобы показать, кстати, как одно открытие влечет за собой другое, скажем, что именно это последнее наблюдение навело нас на мысль о том, что молибден и железо служат функциональными группами в других флавинсодержащих ферментах, не участвующих в окислении жирных кислот. [c.192]

Мвркаптозамецевные спирты и тиолы - наиболее эффективные радиопротекторы, действие которых основано на легкости окисления сульфгидрильной группы с образованием дисульфидной связи. Они могут служить модельными соединениями для изучения специфических функциональных свойств ферментов. Известно более 100 ферментов, активность которых определяется наличием в их структуре сульфгид-рильных групп, принимающих участие в создании белка путем взаимодействия с другими функциональными группами полилептидной цепи. [c.223]

Нормирование содержания солей. По характеру адапта ции к повышенному содержанию солей в промышленных сточных водах различные функциональные группы микроорганизмов, ведущие процесс биохимического окисления химических загрязнений, можно подразделить на два типа. К первому типу относятся микроорганизмы, у которых наблюдается торможение механизмов регуляции — обмена веществ на уровне синтеза и активности соответствующих ферментов. Активность ферментов у таких групп микро- [c.214]

Карбоксильная группа — функциональная группа органических карбоновых кислот. Катаболизм — см. диссимиляция. Каталаза — фермент, катализирующий реакцию расщепления пероксида водорода (Н2О2) в тканях организма, который образуется при окислении органических веществ HjOj — вредное вещество, действие каталазы направлено на обезвреживание его в тканях HjOj + - 0 + 2 HjO. Катализаторы — вещества, изменяющие скорость химической реакции, но сами при этом [c.490]

Сульфгидрильная группа обладает высокой реакционной способностью благодаря легкости взаимодействия свободной электронной пары серы со сравнительно слабыми электрофильными агентами. Этим объясняется многообразие химических реакций, в которые она вступает (ацилирование, алкилирование, фосфорилирование, окисление, образование меркаптидов, попумеркаиталей, водородных связей), и ее особое место среди других функциональных групп белка при образовании сложной макроструктуры ферментов и ферментативном катализе. [c.205]

Эти реакции лежат в основе биологического окисления и, следовательно, связаны с процессами дыхания и брожения. В этот класс включаются ферменты, переносящие водород и электроны, катализирующие процессы биологического окисления. К ним относятся дегидрогеназы, оксидазы, цитохромредуктазы и перокси-дазы. Они отличаются друг от друга тем, что обладают специфическими коферментами и простетическими группами. В соответствии с этим они подразделяются по функциональным группам доноров, от которых принимают водород или электроны, и акцепторов, на которые они их переносят. [c.142]

Найдено, что нефункционирующая Си+-фракция фермента ответственна за образование Н2О2, что выражается в характерной инактивации энзима в процессе аэробного действия. При этом малые количества Н2О2 не инактивируют недеятельный фермент, но эффективны при его функционировании. В последнем случае фермент теряет синий хроматофор, но сохраняет медь. Этот эффект Н2О2 может непосредственно влиять на функциональные Си+-участки или необратимое окисление некоторых специфических функциональных групп, экспонируемых (доступных) при изменении структуры белковой части в ходе катализа. [c.161]

Основой любого фермента является белок, представляющий собой компактную конструкцию из одной или нескольких полипептидных цепей, ковалентно связанных (сшитых) дисульфид-ными мостиками. Помимо белка ферменты иногда мо1ут содержать и небелковые компоненты простетические группы неорганической и органической природы, липиды (в липопротеидах) и углеводы (в гликопротеидах). Конечно, в общем случае химические методы иммобилизации нацелены на модификацию функциональных групп в белковой части молекулы фермента. Однако при выборе процедуры иммобилизации для конкретного фермента целесообразно учитывать и специфические особенности строения его молекулы. В этой связи укажем на хорошо известный и яркий пример ковалентной иммобилизации гликопротеидов. Относительно простым методом — окислением перйодатом натрия в мягких условиях — в полисахаридную часть фермента вводятся альдегидные группы, посредством которых на следующем этапе и осуществляется химическое взаимодействие с носителями или сшивающими агентами, содержащими аминогруппы (образованием азометиновых связей, оснований Шиффа). [c.82]

Как уже говорилось, некоторые ферменты инактивируются вследствие окисления кислородом воздуха высокореакционноспособных функциональных групп их активного центра и в первую очередь SH-rpynn. Такую инактивацию также удается подавить методами иммобилизации. Для этого фермент иммобилизуют в полиэлектролитной матрице, обладающей способностью высаливать кислород. В результате фермент экранирован от контакта с инактиватором и стабильность его по отношению к окислению становится существенно выше, чем у неиммоби-лизованного. [c.127]

Реактивация белков с измененной первичной структурой. Если белок потерял активность в результате химической модификации функциональных групп, то можно попытаться реактивировать его с помощью обратной химической реакции. Ферменты, инактивированные путем модификации SH-rpynn (например, их окислением), иногда удается реактивировать, добавляя избыток низкомолекулярного тиола или другого восстановителя. [c.136]

Таким образом, в реакциях оксидазного окисления, пероксидаза способна катализировать окисление органических соединений, среди которых могут быть и функционально активные вещества. Причем в каталитическом процессе участвует белковый компонент. Реакция сопровождается образованием продуктов свободнорадикального окисления которые приводят к образованию активных форм кислорода. При этом образующаяся перекись водорода взаимодействует с ферментом с образованием соединения I, которое инициирует пероксидазные реакции. По-видимому, в этом случае могут параллельно протекать как реакции оксидазного, так и пероксидазного окисления. Причем последние ускоряют окисление органических субстратов. Образование радикалов органических соединений может способствовать модификации функциональных групп белка, участвующих в катализе, что может приводить к инактивированию фермента, проявляемое в понижении скорости ферментативной реакции. Наличие данного процесса продемонстрировано в реакции оксидазного окисления диоксифумаровой кислоты [Березин и др., 19756]. Используя в качестве субстрата пероксидазы о-дианизидин, который окисляется только перекисью водорода и не окисляется кислородом. Показано, что в системе ДФК-ПО-О наблюдается окисление о-дианизидина, причем скорость его окисления возрастала с увеличением концентрации ДФК. Поэтому образование перекиси водорода в ходе оксидазных реакций пероксидазы является пусковым механизмом для последующего протекания пероксидазных реакций фермента. Данный механизм может быть использован организмами, находящимися в состоянии покоя или гибернации, поскольку активизация оксидазных процессов в биогенной системе может служить пусковым механизмом для покоящихся систем, обеспечивая их энергетические потребности при выходе из состояния покоя. [c.36]

Пероксидаза катализирует окисление неорганических и органических соединений в присутствии перекиси водорода. По скорости окисления их можно условно разделить на быстро окисляемые (о-дианизидин, гидрохинон, />-крезол и т.д.) и медленно окисляемые (аскорбиновая кислота, NADH, люминол, ферроцианид и Т.Д.). Предложено [Угарова и др., 1981 Кутузова, 1981], что взаимодействие субстратов-восстановителей с промежуточными окисленными формами фермента может осуществляться при участии боковых функциональных групп белка. Методом химической модификации в пероксидазе обнаружена функционально важная имидазольная группа гистидина [Welinder, 1979 Welinder et al, [c.53]

Низкие значения константы скорости окисления фенотиазинов, возможно, как в случае с НАДН и аскорбиновой кислотой в первую очередь обусловлены тем, что их окисление пероксидом водорода протекает по одноэлектронному механизму аналогично окислению неорганических субстратов пероксидазы. Поэтому при совместном окислении о-дианизидина и различных фенотиазинов фермент реализует различные пути переноса электрона с окисляемого субстрата выбор которых определяется доступностью функциональных групп субстрата каналам переноса электронов на поверхности белковой глобулы [Лебедева, Угарова, 1996]. Среди изученных фенотиазинов расположение функциональных групп хлорпромазина обеспечивает его преимущественное пероксидазное окисление по сравнению с о-дианизидином. При этом вначале полностью окислялся хлорпромазин, а затем наблюдалось окисление о-дианизидина. [c.89]

Строфантин С ингибировал пероксидазное окисление хлорпромазина при pH 5,0—6,0, влияя как на связывание субстрата, так и на его превращение. Тогда как депротонирование функциональной группы активного центра фермента с рК 6,0 приводило к изменению характера ингибирования со смешанного типа на конкурентный (рис. 35, а, б). При этом можно отметить, что связывание строфантина С в активном центре пероксидазы замедляло реакции пероксидазного окисления хлорпромазина, а депротонирование одной из функциональных групп активного центра фермента приводило к тому, что связывание ингибитора затрудняло последующее связывание субстрата. [c.92]

Таким образом, строфантин С и хлорпромазин при pH > 6,0 могут конкурировать за место связывания в активном центре фермента, при этом связывание ингибитора препятствует последующему связыванию субстрата, что и приводит к понижению скорости ферментативной реакции. Несколько иной тип ингибирования проявлял строфантин С в реакциях пероксидазного окисления трифтазина. При кислых значениях pH строфантин С связывался вблизи активного центра фермента, не влияя на связывание субстрата, что проявлялось в неконкурентном характере ингибирования (рис. 36, а). Депротонирование одной из функциональных групп активного центра пероксидазы с рК 6,0 резко ухудшало каталитическое превращение трифтазина, пони- [c.93]

Известно, что изучение влияние ингибиторов на каталитическую активность ферментов является одним из методов, позволяющих исследовать их механизм действия. Ингибиторный метод был использован и ранее для исследования механизма пероксидазного окисления неорганических и органических соединений, катализируемого пероксидазой [Pettigrew et all., 1976]. Ингибиторы пероксидазы могут различными путями влиять на катализируемый ферментом окислительный процесс. Ионы цианида, фторида и азида подавляют каталитическую активность пероксидазы за счет образования прочных комплексов по шестому координационному положению железа гема, предотвращая реакцию с перекисью водорода. Ряд органических соединений ингибируют пероксидазу, реагируя с ее промежуточными Е, и Е соединениями. Некоторые из них, такие как аскорбиновая кислота, НАДН [Лебедева, Угарова, 1997], сахара [Saunders et. al., 1964], тиомочевина [Pettigrew et al., 1976], относятся к медленно окисляемым субстратам пероксидазы, ингибирующий эффект которых в реакции окисления о-дианизидина достигается за счет их прочного связывания в активном центре фермента. Некоторые вещества, реагируя с пероксидазой, инактивируют фермент. Так, необратимое инактивирующее действие фенилгидразина связано с модификацией функциональных групп пероксидазы (предположительно остатка триптофана) свободнорадикальными продуктами его некаталитического и каталитического окис- [c.125]

Из приведенных выше примеров наиболее хорошо изучена, по-видимому, глюкозо-оксидазная редокс-электродная система [3, 10-12]. Глюкозооксидаза катализирует реакцию между р-В-глюкозой и О2 с образованием глюконолактона и пероксида водорода. Как отмечено во введении, в биокаталитических ферментных редокс-элект-родных системах оксидоредуктазный фермент иммобилизован на поверхности электрода, а определяемое вещество находится в растворе. Другие редокс-системы могут включать 1) иммобилизацию кофактора фермента, например порфирина или флавина, на поверхности электрода в расчете на то, что содержащиеся в пробе апоферменты смогут катализировать окисление или восстановление иммобилизованных редокс-цент-ров 2) иммобилизацию фермента и медиатора на поверхности электрода. Работая с глюкозооксидазой, мы иммобилизовали фермент на электроде из благородного металла или углерода. Предполагается, что потенциал этих электродов зависит от концентрации глюкозы, кислорода и пероксида водорода в растворе, а также наличия функциональных групп на поверхности платины или углерода. Ниже приведена методика и результаты работы с глюкозооксидазным редокс-электродом. [c.134]