Ферменты теория Кошланда

Специфичность ферментов связана с комплементарностью структуры их активного центра со структурой субстратов. Активный центр, как правило, располагается в полости макромолекулы фермента. Согласно теории Кошланда, эта комплементарность является индуцированной субстрат в момент взаимодействия с активным [c.187]

Специфичность ферментов связана с комплементарностью структуры и их активного центра со структурой субстратов. Активный центр, как правило, располагается в полости макромолекулы фермента. Согласно теории Кошланда эта комплементарность является индуцированной субстрат в момент взаимодействия с активным центром вызывает такое изменение геометрии фермента, которое соответствует оптимальной для данной реакции ориентации каталитических групп. [c.241]

Предложенная Кошландом теория специфичности ферментов меняет установившееся представление (Э. Фишер) о жестком соответствии структуры фермента и субстрата. Исходной предпосылкой этой теории является рассмотрение молекулы фермента как гибкой системы, в которой упорядоченные участки цепи, находящиеся в состоянии жесткой спирали, скрепленной водородными связями, чередуются с гибкими, расплавленными , неупорядоченными отрезками пептидной цепи. При взаимодействии субстрата с активным центром фермента происходит изменение конформационного состояния белка-фермента, т. е. субстрат индуцирует определенные изменения в молекуле фермента. Это явление получило название индуцированного соответствия. [c.220]

Очевидно, что не следует понимать теорию Кошланда как теорию гибкой структуры фермента. Фермент скорее можно сравнить с механизмом, функциональные части которого могут испытывать дискретные перемещения, транслокации, необходимые для структурных соответствий с лигандами. Конструкция такого механизма характеризуется не пластичностью, но, скорее, упругостью. Модель белковой глобулы, построенная из шарнирно сочлененных упругих стержней (см. стр. 252), согласуется с фактами, полученными при изучении ферментов. [c.393]

Специфичность ферментов связана с комплементарностью структуры их активного центра со структурой субстратов. Активный центр, как правило, располагается в полости макромолекулы фермента и формируется из различных участков цепи белковой глобулы. Согласно теории Кошланда, эта комплемен-тарность является индуцированной субстрат в момент взаимодействия с активным центром вызывает такое изменение геометрии фермента, которое соответствует оптимальной для данной реакции ориентации групп, непосредственно участвующих в химическом превращении субстрата (каталитических групп). В случае объемных субстратов происходит многоцентровая сорбция в активном центре за счет дисперсионных, гидрофобных и электростатических взаимодействий и водородных связей. Малые молекулы, такие как О2, N2 и Н2О, вступают в непосредственное взаимодействие с атомами переходных металлов. Однако и в этом случае связывание обычно носит много-центровый характер, например в биядерных комплексах или с участием безметальных групп. Так, в случае комплексования молекулы О2 в гемоглобине с ионом Fe " " происходит образование водородной связи с протонированным гистидиновым остатком в районе активного центра. [c.550]

Следует подчеркнуть, что свойства глобулы как целого, за исключением наличия в ней полости с неполярными остатками, не учитываются ни в теории Кошланда, ни, тем более, в химических теориях взаимодействий в активных центрах ферментов. [c.399]

В гипотезе индуцированного соответствия сохраняется одно из основных положений гипотезы шаблона , определяющих специфичность действия ферментов, а именно наличие тесного пространственного соответствия между субстратом и ферментом. Кошланд модифицировал теорию шаблона в двух направлениях. Во-первых, предполагается, что субстрат занимает свое место в ферменте только после того, как произошло изменение формы молекулы фермента, и, во-вто-рых, иринимается, что действие фермента обусловливается по меньшей мере двумя каталитическими группами. Дветакие группы А и В показаны на фиг. 19, а. Они представляют собой определенные аминокислотные остатки белковой молекулы. Как видно из рисунка, присоединение субстрата вызывает такое изменение конфигурации молекулы фермента, что эти каталитические группы сближаются в том месте, где будет происходить атака молекулы субстрата. На фиг. 19, б видно, что фермент может присоединить более крупную молекулу, чем молекула субстрата, но в этом случае реакция не пойдет, поскольку не произойдет соответствующего сближения групп А и В. [c.57]

Таким образом, теория Кошланда рассматривает комплементарность как динамическое свойство активных центров фермента. По-видимому, при сближении субстрата с активным центром фермента вследствие их взаимного влияния происходит трансформация структуры обоих реагирующих молекул. Если эта трансформация способствует лучшей комплементарности субстрата и активного центра, то это дает большой выигрыш в скорости реакции, т. е. значительный каталитический эффект. Представления Кошланда помогают понять многие стороны механизма каталитического действия ферментов, отличие последних От небиологических катализаторов, а также механизм активации и ингибирования ферментов (см. гл. X). Поэтому трудно согласиться со скептической оценкой, которую дает Косовер [8] теории Кошланда. [c.30]

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]

Последовательное развитие теории индуцированного структурного соответствия в ферментативном катализе было проведено Кошландом [69]. Задача теории состояла прежде всего в объяснении специфичности ферментов, катализирующих реакции переноса связи типа [c.388]

В 1958 г. Кошланд [6, 7] сформулировал теорию принудительной комплементарности, согласно которой необходимый контакт функциональных групп субстрата с активным центром фермента возникает в ходе самого взаимодействия по мере образования фермент-субстратного комплекса. При этом, очевидно, происходит перестройка структуры активного центра фермента. [c.30]

Теория индуцированного соответствия фермента и субстрата Кошланда и теория обратимой денатурации при ферментативном [c.175]

По теории индуцированного соответствия, выдвинутой Кошландом [9, 10], каталитические группы активного центра свободного фермента не находятся в том положении, в котором они осуш,ествляют эффективный катализ. Когда хороший субстрат связывается с ферментом, силы связывания между ферментом и субстратом используются для создания в ферменте энергетически менее предпочтительной, но каталитически активной конформации (рис. 3). Плохой субстрат будет связываться с активным центром, однако [c.229]

Другой группой подходов к проблеме ферментативного катализа являются представления об активной роли фермента в каталитическом процессе. Согласно Кошланду [102, 103], субстрат индуцирует в ферменте такие конформационные изменения, которые приводят к образованию структурного соответствия фермента и субстрата ( теория индуцированного соответствия ). Связывание субстрата и определенная ориентация перестраиваемых электронных оболочек приводит к снижению энергетического барьера реакции в фермент-субстратном комплексе. [c.102]

Идея Кошланда была названа гипотезой индуцированного соответствия, чтобы подчеркнуть ее отличие от теории Фишера,, в которой допускается, что соответствие между ферментом и субстратом существует заранее и необходимость в индуцированном конформационном изменении отпадает. Если исходить из аналогии между ключом и замком, то концепцию Кошланда можно уподобить цилиндрическому замку, в котором ключ не просто подходит, но перед поворотом перестраивает подвижные части замка. [c.178]

Отличие АСЭ от субстрата АСФ заставляет думать, что АСЭ связывается другим центром фермента, отличным от активного центра, в котором связывается и претерпевает превращение субстрат. Лллостерическое ингибирование можно считать результатом конформационного превращения молекулы АСФ как целостной системы. Это превращение затрагивает и активный центр, возможно расположенный вдали от центра связывания АСЭ, и уничтожает тем самым его каталитические свойства [71]. Такая модель согласуется с теорией Кошланда (см. 6.5) и, если модель верна, то явление аллостеризма следует считать веским подтверждением этой теории. [c.454]

Механизм дыбы должен следовать из теории глобулы Лиф-шица (см. стр. 236), согласно которой даже гомогенная глобула представляет собой систему с дискретными уровнями свободной энергии. Флуктуации ее оболочки могут обеспечить гшдуциро-ванное структурное соответствие, предполагаемое Кошландом, а изменение уровня свободной энергии глобулы при сорбции субстрата эквивалентно накоплению энергии упругой деформации. Возможно, что эти представления окажутся полезными для понимания работы ферментов. [c.402]

Этим функции белка как фермента или апофермента скорее всего не исчерпываются. Все рассмотренные ме-чанизмы предполагали достаточно статичное расположение функциональных групп белка в активном центре Это не совсем верно. Взаимодействие с субстратом нередко сопровождается изменением конформации белковой молекулы, и согласно теории, выдвинутой Кошландом, направленные конформационные изменения белка являются важным фак1чэром ферментативного превращения. В отдельных случаях такие изменения зарегистрированы с помощью рентгеноструктурного анализа. Например, карбоксипептидаза А была подвергнута рентгеноструктурному анализу как в отсутствие субстрата, так и в комплексе с глицил-1/-тирозином. Полость, в которой находится активный центр, существенно сужается при связывании этого субстрата, т.е, наблюдается отчет ливый конформационный переход. Кроме того, широко дискутируется и имеет в отдельных случаях убедительные подтверждения гипотеза, согласно которой фермент фиксирует субстрат в конс юрмации, существенно более близкой по своей геометрии к активированному комплексу реакции, чем конформация субстрата, преобладающая у несвязанных молекул. Это, естественно, должно приводить к снижению активационьюго барьера реакции и способствовать существенному ускорению превращения. [c.208]

Эта теория, называемая гипотезой шаблона , все еще может быть применима ко многим ферментам, однако Д. Кошланд [141 нашел несколько систем, которым она не соответствует, и разработал теорию индуцированного соответствия . Так, фермент 5-нуклеотидаза высвобождает фосфатную группу из адениловой кислоты и никотинампдрпбонуклеотида, в котором аденин замещен никотинамидом. В результате этого замещения происходило уменьшение ско- [c.57]

Ни для одного из ферментов пока еще не удалось выяснить пространственное расположение аминокислот, составляющих активный центр. Неизвестно даже, специфична ли трехмерная конформация аминокислот активного центра в отсутствие субстрата и если специфична, то соответствует ли она каталитически активной конформации. Были предложены две теории, касающиеся конформации активного центра фермента. В корще прошлого века Эмиль Фишер, пытаясь объяснить специфичность катализируемых ферментами реакций, высказал предположение, что фермент существует в относительно жесткой конформации, так что субстрат связывается с ним как с неким шаблоном. Очевидно, что с помощью этой гипотезы ключа и замка можно объяснить специфичность ферментов, ибо ясно, что жесткость шаблона должна обусловливать пространственные затруднения для молекул, отличающихся по своей структуре от нормального субстрата данного фермента. В противовес гипотезе Фишера Кошланд выдвинул свою теорию индуцированного соответствия (indu ed-fit theory). [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология