Реакции гидроксильной группы серина

Образование пептидной связи между двумя аминокислотами или пептидами, помимо самой конденсации, сопряжено с некоторыми дополнительными химическими операциями. Так, при образовании пептидной связи между карбоксильной группой одного реагента и аминогруппой второго часто необходима защита не только концевой а-аминогруппы первого реагента и концевой карбоксильной группы второго, но и других реакционноспособных групп от нежелательных побочных реакций. К числу таких групп относятся боковые аминогруппы лизина и орнитина, гуанидиновая группировка аргинина, гидроксильные группы серина, треонина, оксипролина и тирозина, тиоловая группа цистеина и даже имино-группа имидазольного кольца гистидина. Поэтому при синтезе сложных пептидов применяется целый ряд временных защитных групп, большая часть которых рассматривается" в главе Защитные группы (стр. 190). [c.158]

Согласно этому механизму, наблюдается промежуточное образование оксазолинового кольца за счет гидроксильной группы серина с последующим гидролизом образующейся эфирной связи. Против этого механизма реакции имеется ряд возражений [2]. Из других возможных механизмов следует предпочесть приведенный ниже механизм реакции, аналогичный 0-перегруппировке ацильных производных эфедрина, протекающей с сохранением конфигурации [189]. Следует отметить, что гидролиз самого окс-азолина должен протекать через промежуточные образования типа приведенных ниже [c.390]

Дальнейшее расщепление фосфорилированных (содержащих Р ) эстераз до пептидов и аминокислот позволило точно установить место фосфорилирования молекулы фермента. Оказалось, что при ингибировании любых чувствительных к ФОС эстераз фосфорилируется гидроксильная группа серина. В результате этих исследований удалось установить, что важную роль в активном центре эстераз играет серии и что его гидроксил выполняет функцию нуклеофильной группировки, участвующей в реакции с ФОС. При этом было установлено сходство в последовательности аминокислот вокруг серина для различных эстераз [c.215]

Б. Реакция между диизопропилфторфосфатом и гидроксильной группой серина. [c.244]

В этом нас убеждает в первую очередь два типа наблюдений. Во-первых, многие экспериментальные работы показали, что гистидин играет важную роль в активности многих ферментов. Во-вторых, ни в одном случае имидазол не реагирует как нуклеофильный агент например, при образовании ацилферментов как промежуточных продуктов в реакции катализа замещенным оказывается не гистидин, а чаще всего серии. Эти на-блюдения привели энзимологов к предположению о том, что имидазол играет роль общеосновного катализатора, оттягивающего протон от гидроксильной группы серина [c.107]

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]

Активность гидроксильной группы серина в активном центре фермента зависит от других функциональных групп, которые пространственно сближены с гидроксильной группой серина и вступают с ней во взаимодействие (внешний индуктивный эффект, образование водородной связи). Такими группами, например, могут быть имидазольное кольцо гистидинового остатка или соседняя карбоксильная группа, увеличивающие подвижность атома водорода в ОН-группе серина. Гидроксильная группа серина, входящая в активный центр фермента, способна к реакциям алкилирования и ацилирования (фосфорилирования и дефосфорилирования) этим и объясняется ее участие в реакциях переноса фосфорных групп. В качестве реагентов для обнаружения остатка серина в активном центре используются фосфорсодержащие соединения типа [c.207]

В последние годы значительное внимание исследователей привлекли реакции фосфорилирования белков. Взаимодействие белков со смесью фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида при комнатной температуре в течение 3 суток приводит к образованию сложных эфиров ортофосфор-ной и метафосфорной кислот с гидроксильными группами серина, треонина и оксипролина и, возможно, с частью фенольных гидроксильных групп. Другие функциональные группы белка, по-видимому, не принимают участия в химическом присоединении остатков фосфорной кислоты в данных условиях реакции [75]. [c.348]

Гидролиз пептидов этими протеазами— пример классического нуклеофильного катализа. Относительно инертный пептид превращается в значительно более реакционноспособный эфир или тиоэфир (ацилфермент), который затем быстро гидролизуется. Использование гидроксила серина вместо осуществления прямой атаки субстрата молекулой воды дает ряд преимуществ. Спирты часто являются лучшими нуклеофилами, чем вода, как в случае общего оснбвного катализа, так и при прямой нуклеофильной атаке реакция с остатком серина является внутримолекулярной и, следовательно, энтропийно более выгодной реагирующие гидроксильные группы серина фиксированы более жестко, чем в случае связанной молекулы воды. [c.79]

Трипсин и химотрипсин, очевидно, имеют второй активный центр, содержап ий гистидин. Второй участок удален от первого, но на спиральной цепочке они сближены. Установление активной роли гистидина основывалось частично на изменении скорости ферментативной реакции в зависимости от pH, что соответствовало предположению о стратегическом расположении слабоосновного остатка, имеющего характер гистидина. Даже сам имидазол также катализирует гидролиз простейших сложных эфиров (БрюИ С" и Шм Ир 1965—.19i57 Бендер, 1957). 7 о, что фермент в 10 раз эффективнее, чем имидазол, имеет аналогию в модельных опытах по мутаротации глюкозы — реакции, катализируемой кислотами и основаниями. о -Оксипиридин, содержащий кислотный и основной центры (оба относительно слабые), более эффективен как катализатор, чем смесь пиридина и фенола (Свайн, 1952). И в а-окси-пиридине, и в протеолитическнх ферментах бифункциональность повышает каталитическую активность, поскольку протоны могут быть одновременно поданы и отщеплены в сопряженной реакции. Механизм действия, предложенный, Нейратом (1957) для химотрипсина, сводится к следующему. При взаимодействии гидроксильной группы серина с имидазольным кольцом гистидина отщепляется протон и образуется активированный комплекс П, имеющий электрофильный и нуклеофильный центры. [c.714]

Другая группа ингибиторов, таких, как эзерин и неостигмин, инактивирует этот активный участок фермента обратимо путем карбамоилирования гидроксильной группы серина. Образующиеся соединения представляют собой замещенные эфиры кар-баминовой кислоты, и реакция реактивации фермента протекает медленно. Эти антихолинэстеразные агенты используются для временного ингибирования эстеразы с целью пролонгирования или усиления действия ацетилхолина. [c.207]

Комплекс Гольджи — представляется параллельными трубчатыми структурами, связанными с шероховатым ЭПР (шероховатость ЭПР обусловливается присоединенными к его наружной поверхности рибосомами) Принадлежностью мембраны комплекса Гольджи являются специфические гликозилтранс-феразы, катализируюш е реакции присоединения моносахаридов из УДФ- или ЦМФ-сахаров к белкам с помощью гликозидных связей — через гидроксильную группу серина или треонина, реже — через амидную группу аспарагина Синтезированный гликопротеин может выделяться из клетки благодаря экзоцитозу или отлагаться до времени в вакуолях комплекса Гольджи в виде гранул или, наконец, переноситься в дрзггае места клетки В растительных и грибных клетках аналогом комплекса Гольджи является диктио-сома — немногочисленные параллельные дисковидные пластинки, по периферии которых имеются валикообразные расширения и множество разной величины пузырьков Не исключается возможность участия диктиосомы в синтезе и секреции компонентов клеточных стенок [c.128]

Кислород ЭТОЙ гидроксильной группы соединяется ковалентной сложно-эфирной связью с углеродом ацильной группы субстрата, что приводит к образованию промежуточного фермент-субстратного комплекса (рис. 6 разд. 9.15). Гидроксильная группа серина легко теряет свой атом водород а, так как он сильно притягивается водородной связью к электроотрицательному атому азота в имидазольной К-груп-пе №8-57. Одновременно происходит разрыв пептидной связи, в результате чего образуется первый продукт реакции. После его выхода из активного центра ацильная группа субстрата остается ковалентно связанной с остатком серина 195 в молекуле фермента это производное называется ацилферментом (рис. 7). Его сложно-эфирная связь очень неустойчива по сравнению с пептидной связью субстрата и гидролизуется с образованием второго продукта, представляющего собой карбоксильную часть субстрата. При этом протон вновь присоединяется к серину (рис. 8 и 9) и образуется комплекс фермент-продукт (рис. 10). Второй продукт уходит затем из активного центра, и каталитический цикл завершается (рис. 1). Ацилфермент представляет собой ключевой промежуточный комплекс в этом варианте ковалентного катализа. Имидазольная группа гистидина 57 участвует в перемещении протона по механизму общего кислотно-основного катализа. [c.254]

Поскольку ДФФ не является полным структурным аналогом нормальных субстратов этих ферментов, опасность присоединения метки не к активному центру, а к каким-то другим участкам молекулы фермента в этом случае, естественно, больше, нежели в случаях описанных выше. Однако скорость, стехиометрия и специфичность реакции присоединения ДФФ явно указывают, что метка действительно попадает в активный центр. Известно, например, что ДФФ специфически фосфорилирует один из двух остатков серина в химотрипсине. Химотрипсин может быть помечен и многими другими аналогичными агентами, в том числе и-нитрофенилацетатом, причем в каждом случае аципируется одна и та же гидроксильная группа серина, тогда как никакие другие группы не ацилируются. Во многих (хотя и не во всех) исследованных эстеразах и протеиназах ДФФ фосфорилирует гидроксильную группу только того серина, с К-концом которого связан либо аланин, либо глицин. Данные, характеризующие окружение реакционноспособного серина в некоторых белках, приведены в табл. 29. Из таблицы видно, что даже ферменты, сильно различающиеся по своей специфичности, могут иметь одинаковую последовательность аминокислот в участках, примыкающих к остатку серина, содержащему реакционноспособную гидроксильную группу. Это позволяет думать, что специфичность фермента и его способность ката- [c.198]

Атака карбонильного атома углерода субстрата гидроксильной группой серина представлена протекающей по механизму как кислотного, так и основпого катализа с участием имидазольной части остатка гистидина. Переносчиком протона на стадии реакции, соответствующей кислотному катализу, служит молекула воды. Считается, что распад тетраэдрического промешуточного продукта также происходит по механизму кислотно-основного катализа, причем молекула воды служит переносчиком протона на сталии основного катализа. Стадия деацилирования суммарной реакции представляет собой обращение [c.203]

За последние 10—12 лет в изучении механизма взаимодействия ФОС с ХЭ достигнуты известные успехи, хотя окончательно этот механизм еще не расшифрован. В итоге этих исследований установлено, что в основе реакции ФОС с ХЭ лежит двухступенчатый процесс фосфорилировапия активного центра фермента, причем конечным результатом реакции является фосфорилирование гидроксильной группы серина, находящегося в пептидной цепи активно поверхности ХЭ. [c.424]

Серин часто встречается в биологически активных полипептидах, например в АКТГ, МСГ, глюкагоне, инсулине, эледои-зине, брадикинине. Реакционной способностью гидроксильной группы серина объясняется та большая роль, которую играет эта аминокислота в активных центрах многих ферментов. Главным структурным элементом важного класса фосфопептидов является фосфосерин. Трудности в синтезе серинсодержащих пептидов вызываются высокой реакционной способностью гидроксильной группы, а также лабильностью пептидных связей, образованных серином [589, 948], и склонностью остатка серина к реакциям р-элиминирования и N- O-ацильным миграциям. [c.273]

Бендер и Кежди [22] использовали представления, развитые в этой главе, для анализа каталитического действия химотрипсина. Для этой реакции не обнаружено ни влияния ионной силы или диэлектрической проницаемости, ни признаков электрофильного катализа, однако многие другие факторы катализа, несомненно, действуют. Проанализировав известные экспериментальные факты относительно каталитического действия а-хи-мотрипсина, Бендер и Кежди пришли к выводу, что оно основано на согласованном механизме (фиг. 16), заключающемся в протонировании и депротонировании имидазола и одновременно в нуклеофильной атаке гидроксильной группы серина с образованием ацилированного фермента [30]. Подобная же последовательность процессов была лостулирована для взаимодействия ацил-фермента с водой как нуклеофильным реагентом, в результате чего происходит деацилирование фермента. Исходя из аналогии с литературными данными из области физической огранической химии, эти исследователи попытались объяснить найденные порядки величин скорости деацилирования (лимитирующей стадии реакции) [c.114]

Гидроксильные группы серина и тирозина маскируются с помощью реакций ацетилпрования или карбобензоксилирования [c.38]

Из них с активными красителями способны реагировать гидроксильная группа серина и треонина, SH-rpynna цистеина, фенольная группа тирозина, ННг-группа лизина, гуанидиновая группа аргинина и NH-rpynna гистидина, см. также [80—83]. 100 кг шерсти содержат 108 экв спиртовой ОН-группы, 3 экв SH-группы, 26 экв фенольной ОН-группы, 16,3 экв ЫНа-группы и 5,3 экв NH-группы, способных вступать в реакцию с активными красителями. Из-за плотной кристаллической структуры натуральных белковых волокон краситель способен взаимодействовать только с аморфной зоной белка (то же наблюдается и при кра- [c.252]

Важным методом изучения активного центра явилась реакция фосфоглюкомутазы с диизопропилфторфосфатом (ДФФ) — необратимым ингибитором фосфоглюкомутазной реакции. Этот ингибитор присоединяется к гидроксильной группе серина, находящегося в активном центре фермента. Образующееся производное с трудом подвергается гидролизу и после триптического гидролиза фермента фосфори-лированный остаток серина может быть обнаружен в одном из образующихся пептидных фрагментов. Определение последовательности аминокислот такого фрагмента привело к расшифровке структуры активного центра фосфоглюкомутазы, которая оказалась следующей тре — ала — сер — гис — асп —. [c.173]

Аналогично механизм (82) требует, чтобы в обратном направлении имидазол действовал как общеосновной катализатор удаления протона от гидроксильной группы серина, которая атакует субстрат. И в этом случае существование специфически основного плюс общекислотпого катализа в одном направлении требует, чтобы реакция подвергалась в другом направлении общеосновному катализу. Существенное различие между этими двумя механизмами заключается в том, что уравнение (81) включает перенос протона к группе и от группы X при ее отделении или атаке этой группой, в то время как уравнение (82) включает перенос протона к гидроксильной группе серина и от нее в аналогичных процессах. [c.180]

Принципы, которые важны для интерпретации практически всех механизмов реакций и которые уже обсуждались на примере некоторых нефер-мептативных реакций, заключаются, во-первых, в том, что механизм, который предполагает передачу протона в одном направлении реакции, должен практически во всех случаях включать удаление протона тем же катализатором в обратном направлении реакции, во-вторых, два или более кинетически эквивалентных механизма, которые обычно могут быть записаны для катализа, являются а priori равновероятными. Эти принципы, когда они высказываются, могут казаться очевидными, но чрезвычайно трудно усваиваются и используются на практике, поскольку энзимолог всегда испытывает искушение предпочесть тот механизм реакции, который соответствует непосредственно наличию тех частиц, которые записаны в уравнении скорости (например, имидазол и гидроксильная группа серина, а не ион имидазолия и алкоксидный ион серина). [c.180]

Гидроксильная группа серина, принимающая участие в этих реакциях, должна обладать повышенной реакционной способностью, поскольку из двадцати шести остатков серина, содерн ащихся в а-химотрипсине, только один реагирует с диизопропилфторфосфатом или ацилируется. Свободный серин вообще не реагирует с диизопропилфторфосфатом. Предшественники ферментов (трипсиноген и химотрипсиноген), а также денатурированные а-химотрипсин и трипсин не взаимодействуют с диизопропилфторфосфатом. [c.211]

В литературе показано, что функциональная гидроксильная группа серина в активном центре ХТ активируется специальной системой "эстафетной передачи" заряда, в которой используется отрицательный заряд на "спрятанном" карбоксилат-ионе Асп-102 26,27 Данные по кинетическому солевому эффекту в реакциях ХТ с катионными ФОИ согласуются с этим механизмом катализа, указывая на одинаковое распределение зарядов в активированных комплексах фосфонилирования ХТ и щелочного гидролиза ФОИ. Соответвующая модель переходного состояния при фосфонилировании ХТ приведена на схеме (6) [c.76]

К нуклеофильным группам ферментов, которые чаще всего участвуют в катализе, относятся гидроксильная группа серина (сериновые протеазы, холинэстеразы, эстеразы, липазы, кислая и щелочная фосфатазы) и тиоловая группа цистеина (глицер-альдегид-З-фосфат—дегидрогеназа, тиоловые протеазы папаин, фицин и бромелаин и т. д.). Имидазол гистидина обычно является кислотно-основным катализатором, который увеличивает нуклеофильность гидроксильных и тиоловых групп, но при переносе фосфата в реакциях фосфорилирования он иногда выступает в роли нуклеофила. [c.79]

Оксиметнльная группа рКа 15) не диссоциирует при обычных физиологических условиях. Однако серин играет важную роль в ряде биохимических реакций благодаря способности своей первичной гидроксильной группы выступать при определенных условиях в роли нуклеофила. [c.29]

В белках те же реакции могут происходить с гидроксильными группами остатков серина и треонина, при этом обычная пептидная связь (XVIII) превращается в О-пептидиль-ную с я зь (XIX). [c.217]

Смотреть страницы где упоминается термин Реакции гидроксильной группы серина: [c.283] [c.120] [c.68] [c.110] [c.268] [c.277] [c.277] [c.284] [c.698] [c.76] [c.306] [c.256] [c.217] [c.489] [c.126] [c.64] [c.179] [c.288] [c.145] [c.154] [c.185] [c.368]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология