Коферменты как вторые субстраты

Реальность такого реактора была показана на примере получения аланина из молочной кислоты. Смещение равновесия в нужную сторону в таком реакторе, содержащем лактатдегидрогеназу, достигается использованием высокой концентрации субстрата и быстрой утилизацией пировиноградной кислоты вторым ферментом. Стоит отметить, что подобная система служит также моделью возможного применения в лечебных целях, в которой ферменты и коферменты, иммобилизованные вместе, могут функционировать как самостоятельная единица для коррекции метаболического дисбаланса. [c.260]

Взаимодействие фермента с субстратом А приводит к образованию формы Е через комплекс ЕА. Е — это модифицированная форма фермента, в которой кофермент часто оказывается химически модифицированным (примером может служить реакция переаминирования гл. 8, разд. Д, 1). Одновременно субстрат А превращается в продукт Р, все еще связанный с ферментом. Отщепление продукта Р приводит к высвобождению формы Е, которая затем может взаимодействовать со вторым субстратом, В, и проходить вторую половину цикла с превращением формы Е в форму Е. [c.22]

Механизм транскетолазной реакции полностью не выяснен. Известно, что взаимодействие одного из субстратов (донора гликолевого альдегида) с ферментом происходит по второму углеродному атому тиазолового кольца тиаминпирофосфата (ТПФ), который служит коферментом транскетолазы. После расщепления молекулы субстрата гликолевый альдегид, присоединенный ко второму углеродному атому тиазолового кольца ТПФ, переносится затем на второй субстрат транскетолазы, выполняющий функцию акцептора гликолевого альдегида. [c.133]

Некоторые ферменты ковалентно взаимодействуют с одним из своих субстратов. При этом субстрат связывается с аминокислотой или с молекулой кофермента. Такие ферментативные реакции часто происходят в несколько стадий так, что один субстрат захватывается центром связывания и ковалентно связывается, а затем реагирует на поверхности фермента со вторым субстратом (рис. 3-53). К концу каждого реакционного цикла свободный фермент восстанавливается. [c.158]

Коферменты как вторые субстраты [c.65]

В природе распространены системы, в которых небелковый кофер-мент обеспечивает протекание реакции переноса группы (ацильной, оксиметильной, формильной, метильной и др.) один из ферментов переносит группу от первого субстрата к коферменту, а другой — от кофермента ко второму субстрату. Наибольшее биологическое значение имеют, по-видимому, реакции трансфосфорилирования, которые обеспечивают передачу энергии от одного процесса к другому. Переносчиками фосфатной группы служат различные нуклеотиды и нуклеози ды, например аденозиндифосфат (АДФ) [c.16]

Кофермент можно рассматривать как второй субстрат, или косубстрат, по двум причинам. Во-первых, в ходе реакции кофермент претерпевает химические изменения, в точности противоположные изменениям, которые происходят в субстрате. Например, в окислительно-восстановительных дегидроге-назных реакциях молекула субстрата окисляется, а молекула кофермента восстанавливается (рис. 7.1). [c.65]

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]

Теперь известно, что путем диализа фермент может быть разделен на кофермент и белок. Белок является истинным катализатором и специфичен для каждого субстрата. Его функция заключается в том, чтобы соединяться как с субстратом, так и с кофер-ментом, причем он мобилизует водород для переноса от первого к второму. Образование этих соединений, повидимому, обратимо и описывается двумя константами равновесия О и й [118] [c.189]

Если ферменты и субстрат претерпевают ряд реакций, причем первая из них является реакцией второго порядка, тогда все последующие стадии будут реакциями первого порядка. Это положение используется либо для того, чтобы доказать, что отдельная изучаемая стадия дает первоначальное соединение фермент-субстрат, либо в других случаях, чтобы показать, что образование первоначального соединения, протекающее по второму порядку, должно предшествовать некоторой частной промежуточной стадии, которая следует кинетике первого порядка. Ферментативные реакции, в которых реагируют простетические группы или коферменты, часто можно изучать путем наблюдения изменений спектров, которые происходят во время образования соединения. До сих пор такие спектральные изменения не обнаружены в чистых белковых ферментных системах, и для этой цели предложены два других метода, пригодных для изучения стадий образования и разложения соединений фермент-субстрат [4]. Первый из них — метод начального ускорения может быть использован для изучения реакции второго порядка, которой может быть быстрая адсорбция субстрата на специфических центрах фермента. Второй метод основан на наблюдении [c.328]

Из сказанного выше ясно, что двойная специфичность фермента обусловливает и двоякого рода активность во-первых, узнавание субстрата и соединение с ним и, во-вторых, химическое преобразование присоединенного субстрата. Оказывается, эти функции осуществляются разными частями молекулы фермента. Большинство ферментов можно разложить на апофермент и кофермент (рис. 4). В одиночку эти компоненты не способны воздействовать на субстрат только после того, как они объединятся в голофермент (от греческого голос — весь, целый), ферментативная активность восстанавливается. [c.27]

Другие условия создаются в результате взаимодействия различных соединений с активным центром фермента. Здесь можно различить две группы соединений. Во-первых, соединения, которые специфически взаимодействуют с активным центром фермента в силу стерического соответствия. Сюда относятся участники ферментной реакции субстраты, коферменты, промежуточные акцепторы и доноры, а также соединения, которые конкурируют с участниками реакции в силу стерического сходства с ними за активный центр фермента. Во-вторых, соединения, которые специфически взаимодействуют с ферментом, но не участвуют химически в катализируемой ферментом реакции и не имеют стерического сходства с ее участниками. Ко второй группе относятся конечные продукты действия ряда ферментных систем, и их взаимодействие с ферментами обозначается как аллостерическое. [c.240]

В метаболических превращениях, как правило, участвует несколько реагентов субстраты, ферменты, коферменты, кофакторы. Часто не все участвующие в реакции вещества известны. Поэтому за ходом превращения следят по изменению количества или концентрации одного, реже двух реагентов или продуктов. В таких случаях выражение скорости через концентрацию неизвестно, и время полупревращения используют как удобную кинетическую характеристику изучаемого вещества. Но при этом необходимо иметь в виду, что в отличие от константы скорости эта кинетическая характеристика может зависеть от начальной концентрации вещества. Этот факт наглядно демонстрируется выражением для времени полупревращения реакции второго порядка (9.14). В этом случае время полупревращения зависит не только от константы скорости, но так-Рис. 9.3. Кинетика реакции оседания эритро- же И ОТ концентрации [c.400]

Описанные всесторонние модельные исследования биохимических реакций, катализируемых коферментом В12, позволяют сделать следующие выводы. Во-первых, кофермент В12 внедряется в неактивированную связь С—Н субстрата. В результате адено-зильная группа кофермента теперь несет атом водорода субстрата, а метиленовая группа субстрата (в случае превращения метил-малонил-СоА в сукцинил-СоА) оказывается связанной с кобальтом кофермента В[2 взамен первоначальной связи Со—С в адено-ЗИЛ-В12. Во-вторых, перегруппировка происходит внутри молекулы кофермент-В12-субстрата с образованием кофермент-В,2-продукта. Наконец, происходит реакция, эквивалентная обратной первой реакции, в процессе которой снова образуется аденозил-кобальто-вая связь кофермента В12 и освобождается продукт реакции, несущий один из атомов водорода. [c.393]

Во мно1 их случаях кофермент можно отделить от белка-фермента. Таким образом, коферменты можно иногда рассматривать в качестве особой формы косубстрата ферментативной реакции. Коферменты обычно функционируют в качестве акцепторов или доноров функциональных групп или атомов и часто связывают два фермента друг с другом с образованием ферментной системы [1]. В этом случае один фермент переносит группу или атом с субстрата на кофермент, а второй — с кофермента на второй субстрат. В настоящее время в большинстве случаев возможно объяснение процесса переноса в терминах механизмов органических реакций. [c.580]

Сложнее обстоит дело с коферментами, которые в ходе индивидуальной ферментативной реакции претерпевают химические превращения циклически, т. е. в результате реакции не появляется стехиометрических количеств измененного кофермента. При действии так называемых пиридоксалевых ферментов альдегидная группа кофермента (фосфопиридоксаля) образует с аминогруппой субстрата основание Шиффа, которое после таутомеризации претерпевает с участием второго субстрата дальнейшие превращения с регенерацией пиридоксалевой структуры кофермента. В этих реакциях обязательным участником процесса является белок-апофермент, определяющий специфичность катализируемых химических превращений. Как показывают результаты исследований механизма действия пиридоксалевых ферментов [2, 3], кофермент в них достаточно прочно присоединен к белку, и субстраты образуют химические связи с функциональными группами как кофермента, так и апофермента. [c.34]

Дегидрогеназами называются ферменты, катализирующие перенос электронов и протонов от субстрата на специфический акцептор, который является либо вторым субстратом, либо коферментом. По химической природе дегидрогеназы относятся к никотинамидпротеидам и флавопротеидам. [c.129]

Трансаминазы обьино катализируют реакции двойного замещения (реакции типа пинг-понг разд. 9.8). В таких реакциях аминогруппа переносится сначала с первого субстрата-аминокислоты-на кофермент, а затем происходит отделение образовавшейся а-кетокислоты от фермента после этого с ферментом связывается второй субстрат-вступающая в реакцию а-кетокислота. При этом аминог руппа переносится с нирндокс-аминфосфата на второй субстрат. [c.283]

В этом случае продукты образуются до реакции с вторым субстратом за счет превращения фермента (а чаще кофермента или простетической группы, прочно связанной с ферментом) из формы Е в форму Е. Напомним, что Р обозначает продукт реакции, образующийся из А, а Q — продукт, образующийся из В. [c.179]

Никотинамидпуклеотидные ферменты катализируют перенос двух вос-станавительных эквивалентов от субстрата к коферменту, который, как правило, представляет собой легко диссоциирующий переносчик. Именно этим обусловлена их роль катализаторов начальной реакции в цепи переноса электронов — реакции дегидрирования субстрата. Образовавшийся в результате восстановленный кофермент способен далее взаимодействовать с активным центром другого фермента при этом ои лгожет быть использован либо для восстановления второго субстрата, либо в процессах восстановления, необходимых для протекания биосинтетических процессов, либо, наконец, он может быть окислен дыхательной цепью, что сопровождается превращением. АДФ в АТФ. [c.373]

Рис. 8.6. Последовательное связывание ферментом кофермента (СоЕ) и двух субстратов (5, и 8,) в рамках гипотезы жесткой матрицы . Предполагается, что кофермент содержит участок, способный связывать первый субстрат (8,) после связывания первого субстоата облегчается связывание второго субстрата 83.

Хотя кофермент часто может рассматриваться как второй субстрат, некоторые коферменты ковалентно связываются с ферментом или связываются нековалентно, но настолько прочно, что диссоциации практически не наблюдается (тиаминпирофос-фат). В этих случаях мы считаем,- что ферментом служит весь фермент-коферментный комплекс. [c.94]

Известно, что ферменты проявляют три уровня специфичности структурную специфичность, региоспецифичность и стереоспецифичность. Во-первых, фермент должен узнать некоторые общие структурные свойства субстрата (и кофермента) для проведения специфического катализа. Во-вторых, каталитический акт должен произойти в определенном районе субстрата (или кофермента), причем стереохимия изменения контролируется ферментом. [c.207]

Биологическая роль. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД , являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов ряда других сложных белков —флавопротеинов. Некоторые флавопротеины в дополнение к ФМН или ФАД содержат еще прочно связанные неорганические ионы, в частности железо или молибден, наделенные способностью катализировать транспорт электронов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами. К первому относятся реакции, в которых фермент осуществляет прямое окисление с участием кислорода, т.е. дегидрирование (отщепление электронов и протонов) исходного субстрата или промежуточного метаболита. К ферментам этой группы относятся оксидазы Ь- и О-аминокислот, глициноксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза и др. Вторая группа реакций, катализируемых флавопротеинами, характеризуется переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиридиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении. В каталитическом цикле изоаллоксазиновый остаток ФАД или ФМН подвергается обратимому восстановлению с присоединением электронов и атомов водорода к и ФМН и ФАД прочно связываются с белковым компонентом, иногда даже ковалентно, как, например, в молекуле сукцинатдегидрогеназы. [c.224]

НАД" и НАДФ представляют собой коферменты большого числа дегидрогеназ связь между ними и апоферментом непрочная, и они ассоциируют между собой только в момент реакции. НАД" и НАДФ принимают непосредственное участие в переносе электронов в ходе окислительно-восстановительных реакций. В соответствии с этим существует две формы каждого из коферментов окисленная и восстановленная. В присутствии восстановленного субстрата (ЗНз) — донора электронов и соответствующей дегидрогеназы пиридиновое кольцо восстанавливается путем связывания в четвертом положении одного протона и двух электронов, а второй протон остается в среде [c.193]

Согласно современной классификации и номенклатуре ферменты подразделяются на шесть классов на основании химизма вызываемых ими реакций. Каждый класс делится на подклассы и подподклассы в зависимости от природы индивидуальных превращений. Учитывается также структура коферментов, тип гидролизуемой связи и т. п. Таким образом, каждый фермент имеет шифр из четырех чисел. Первое число указывает, к какому из шести классов принадлежит фермент, второе и третье, соответственно, подкласс и подподкласс, четвертое число представляет собой порядковый номер фермента в подкодклассе. Например, алкоголь НАД-оксиредуктаза (старое название — алкогольдегидрогеназа) зашифровывается как 1.1.1.1. Названия ферментов обычно происходят от названия преобразуемого субстрата или типа катализируемой реакции. Для некоторых ферментов сохраняются традиционные названия, например пепсин, папаин. [c.83]

Группой, определяющей функцию обоих коферментов, является амид никотиновой кислоты. Один водород переносится с субстрата вместе с парой электронов (в виде гидрид-иона) на пиридиновое кольцо, второй переходит в раствор. Этот перенос стереоспецифичен одни ферменты (алкого ль дегидроген аза, лактатдегидрогеназа) переносят водород на одну сторону пиридинового кольца, а другие (глицеральдегидфоС [c.221]

Активатором мы называем небольшую молекулу (часто неорганический ион), присутствие которой обусловливает или, во всяком случае, стимулирует активность фермента, но которая в отличие от кофермента сама по себе не принимает явного участия в реакции. Можно написать ряд кинетических схем, згчитывающих взаимодействие таких активаторов с различными компонентами системы однако практическое значение имеют, по-видимому, лишь немногие из таких схем. Мы ограничимся рассмотрением двух наиболее общих случаев в одном из них активатор обязательно взаимодействует со свободным ферментом, а во втором — со свободным субстратом. [c.181]

Механизм действия К. очень сложен и разносторо-нен. Как правило, К. непосредственно взаимодействуют с субстратом. При этом они могут играть роль промежуточных переносчиков (акцепторов и доноров) определенных химич. группировок (ацильных, фосфатных, аминных и т. п.), а также атомов водорода и электронов (аденозинтрифосфорная к-та, кодегидрогеназы и др.). Наряду с этим К. участвуют в процессе активирования субстрата, образуя с его молекулами реакционноспособные промежуточные соединепия, в составе к-рых молекула субстрата претерпевает определенные химич. превращения. Такова, в частности, роль тиаминдифосфата при декарбоксилировании пировиноградно к-ты и роль пиридоксальфосфата при многочисленных и разнообразных провращеггиях аминокислот. Активирование молекулы субстрата К. обычно имеет двоякий характер во-первых, промежуточное соединение субстрата с К. может обладать избыточным запасом свободной энергии, т. е. находиться на более высоком энергетич. уровне, что создает выгодные термодинамич. предпосылки для нужных реакций во-вторых, электронная конфигурация молекулы субстрата или определенной ее части при образовании промежуточного соединения с К. изменяется т. о., что это благоприятствует в кинетич. от-нопгении нужным реакциям вследствие снижения энергии активации. Обычно К. совмещают роль активатора и переносчика молекулы субстрата или ее части (см., напр., Кофермент А). [c.371]

Соединения, специфически взаимодействующие с активным центром фермента в силу стерического соответствия. Это, во-первых, участники ферментной реакции субстраты, коферменты, промежуточные акцепторы и доноры во-вторых — соединения, которые влияют на скорость ферментативной реакции, конкурируя за активный центр Армента с участниками реакции в результате стерического сходства с последними непосредственные продукты действия ферментов, структурные аналоги субстратов и ко рментов. Такое взаимодействие с ферментами называют изостериче-с к и м. [c.124]

Недостатки использования сопряженных субстратов в процессах регенерации НАД связаны с тем, что, во-первых, равновесие реакции альдегид спирт сильно сдвинуто в сторону спирта (что гребует высоких концентраций сопряженного субстрата) и, во-вторых, выделение основного продукта из смеси затруднено. Применение известных методов иммобилизации ферментов и коферментов будет способствовать преодолению возникшей проблемы. [c.142]