Субстрат, использование аналогов

Таким образом, на основании данных о начальных скоростях реакций, измеренных лишь в одном направлении, а также небольшой вспомогательной кинетической информации, полученной при использовании аналогов субстратов, удалось оценить обе мономолекулярные константы скорости для этого направления процесса и все, за исключением одной, константы равновесия для бимолекулярных стадий. Исследовать эту реакцию в обратном направлении невозможно, так как она практически необратима. [c.161]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛОГОВ СУБСТРАТОВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ СТАДИИ, ЛИМИТИРУЮЩЕЙ СКОРОСТЬ ПРОЦЕССА [c.163]

В гл. IX было рассмотрено два направления использования аналогов субстрата а) для выявления первого реагирующего субстрата в механизме с образованием тройного комплекса б) для выявления кинетически значимых промежуточных комплексов. Третье направление связано со вторым, поскольку количественная обработка тех же данных позволяет найти одну из мономолекулярных констант скорости. [c.163]

Тот же подход можно применить и при анализе реакций, протекающих по механизму с образованием тройного комплекса. В этом случае использование аналогов субстратов позволяет отличить упорядоченный механизм с кинетически значимым тройным комплексом от механизма, в котором кинетически значимого комплекса не образуется (механизм Теорелла — Чанса). [c.165]

НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛОГОВ СУБСТРАТА [c.191]

Совершенно очевидно, что характерная функция ферментов, независимо от того, катализируют ли они процессы синтеза или распада, состоит в образовании и расщеплении химических связей, т. е. в воздействии на электронную систему субстратов. Это не значит, что механизм реакции на всех ее стадиях является по преимуществу электронным, однако конечный результат носит, разумеется, электронный характер. Отсюда следует, что для детального описания любой катализируемой реакции необходимо знать направление смещения электронной плотности. Наиболее плодотворным прямым подходом к этой проблеме является использование аналогов субстратов . [c.191]

Следует заметить, что использование аналогов субстратов, о котором здесь пойдет речь, в принципе отличается от описанного в предыдущих главах. [c.191]

Использование аналогов субстрата [c.423]

Правильность такого рода соображений, а может быть просто их сильное влияние на психологию исследователей, которые отказываются подниматься на теоретически недостижимые вершины, подтверждается результатами, полученными в этой области. Все результаты по взаимопревращению или созданию новых ферментов условно разделяют на три группы [309]. К первой группе относят изменения ферментов, приводящие к тому, что они начинают метаболизировать субстраты, использованию которых природным аналогом мешают стерические препятствия на пути нового субстрата к активному центру, нетипичные взаимодействия электронов и т.д. Во вторую группу попадают результаты, в которых измененный исходный фермент начинает катализировать новую реакцию, известную для другого фермента, и между обоими ферментами имеет место высокая гомо- [c.437]

Большинство из этих данных получено благодаря применению структурных аналогов субстрата реакции — АТФ. Использование аналогов субстрата расширяет методические возможности изучения механизмов каталитических реакций негомогенных ферментов. [c.115]

Кинетические данные, изучение комплексов с переносом заряда, исследования поляризации флуоресценции и использование аналогов как субстратов, так и коферментов подтверждают вывод [c.465]

Изучение комплементарности фермента переходному состоянию субстрата с использованием аналогов переходного состояния субстрата может быть осложнено наличием лишних связей с группами, введенными в молекулу аналога. В гл. 9 было показано, что связывание небольшой группы дает существенный вклад в энергию связывания, когда в процесс вовлекается специфический для этой группы центр связывания. Например, вклад метиленовой группы в энергию связывания может составлять 12 кДж моль (3 ккал-моль ), а вклад гидроксильной группы за счет образования водородной связи — 25 кДж моль (6 ккал-моль- ). Даже если специфические центры связывания не затрагиваются, большой энергетический вклад могут дать гидрофобные эффекты замена в фенильном кольце ацетильной группы на атом С1 приводит к 50-кратному увеличению прочности связывания этого кольца в гидрофобном кармане химотрипсина [13]. [c.302]

Возможности синтетической химии в последние годы разительно изменились. В некоторых областях благодаря развитию эффективных регио- и стереоселективных методов достигнута селективность на уровне ферментативных реакций, столь восхищающих химиков. При этом химические методы зачастую имеют то преимущество, что они в меньщей степени селективны по отнощению к субстрату и тем самым имеют больщую область применения. И тем не менее мы все еще далеки от синтетических достижений природы [3]. Следовательно, при проведении любого синтеза нужно проверить, не дает ли преимущество замена какой-либо стадии синтеза ее ферментативным вариантом [4а]. Новым аспектом является использование моноклональных антител в качестве катализаторов, осуществляющих химические превращения через стабильные аналоги переходных состояний [46]. [c.492]

Гидрирование с использованием гетерогенного катализатора иногда может приводить к изомеризации субстрата (разд. 8.4.1). Изомеризация может быть сведена к минимуму при использовании гомогенного катализатора, например хлорида трис(трифенилфосфин) родия (1), поскольку переходный комплекс (2) менее подвержен перегруппировкам, чем его аналог в [c.184]

В этой работе был получен также ответ на вопрос, образуется ли в ходе реакции один или два продуктивных двойных комплекса. Для этого был использован метод аналогов субстрата, развитый Уонгом и Хейнсом [6]. С самого начала было ясно, что по крайней мере один двойной комплекс должен образоваться, поскольку в противном случае максимальная скорость реакции должна была бы расти безгранично с увеличением концентрации обоих субстратов, а этого не происходило [c.151]

Вообше говоря экспериментаторы не слишком много занимались изысканием реагентов, которые можно было бы использовать аналогично гидроний-иону и которые бы обратимо и специфично взаимодействовали с определенными группировками ферментов или, шире, обладали заданным сродством к таким группировкам. В подавляющем большинстве случаев исследования обратимых реагентов касались аналогов субстратов. Активность полученных ингибиторов оценивалась по их способности конкурировать с истинным субстратом. Однако. лишь очень немногие из них исследовались как специфические реагенты на функциональные группы аналогично необратимым модификаторам. Тем не менее использование [c.218]

Кинетические модели трансформации органических веществ основаны на аналогиях с простейшими моделями химических, биохимических, трофодинамических (связи субстрат — организмы или хищник —жертва ) процессов (табл. VI-3). Наиболее широко используется химическая аналогия, особенно уравнение простой реакции 1-го порядка. Широкое использование этого-уравнения объясняется его простотой и возможностью легко рассчитывать константу скорости по экспериментальным данным, а также получать аналитические решения упрощенных уравнений турбулентной диффузии неконсервативного вещества. [c.151]

Лизоцим в зависимости от условий кристаллизуется с образованием ряда полиморфных форм — тетрагональной, триклииной, моноклинной, орторомбической [29, 30]. Наиболее известна тетрагональная структура, с использованием которой и было получено большинство рентгеноструктурных данных. По мнению самого Филлипса [5], тетрагональная структура кристаллического лизоцима имеет один серьезный недостаток — молекулы фермента в ней подходят друг к другу особенно плотно и взаимодействуют в области участков Е и Р активного центра, что не позволяет наблюдать связывание сахаров с данными участками без разрушения кристаллов. Это, видимо, стимулировало изучение других кристаллических форм лизоцима [29—31], хотя и без особого успеха в выявлении новых деталей строения активного центра и механизма его действия. Более того, выяснилось, что триклигшый лизоцим еще менее пригоден в данном отношении для исследований, поскольку у него в кристаллической ячейке взаимно блокированы три участка активного центра — О, Е и Е [32, 33]. По предварительным данным, моноклинная и орторомбическая формы кристаллического лизоцима страдают тем же недостатком [34, 34а]. В настоян ее время надежды возлагаются на лизоцимы из других источников, такие как лизоцим из белка яиц черепахи [34], четвертичная структура которого практически идентична лизоциму из белка куриных яиц, но кристаллы содержат аномально большое количество воды. Возможно, и этом случае активный центр фермента будет более доступен для аналогов субстрата и эффекторов и соответствующий рснгеноструктурный анализ приведет к более определенным выводам о топографии связывающих участков активного центра. [c.154]

Рост произ-ва ПАВ привел к появлению крупных предприятий, являющихся локальными источниками загрязнения воды. Высококонцентрир. сточные воды этих предприятий м. б. очищены микробиол. методом, основанным на использовании высокоактивных культур микроорганизмов. Получены штаммы бактерий, разрушающих алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкилбензолсульфонаты, сульфоэтоксилаты и др. Идентифицированы промежут. продукты распада, к-рые являются аналогами прир. в-в, нетоксичны и не оказывают неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Один из важных результатов бактериального расщепления-отсутствие среди промежут. продуктов распада в-в с явно выраженной дифильностью молекул. Метод дал положит. результаты для сточных вод, содержащих 500 мг/л ПАВ. Эффективность очистки составила 95-97% за время не более 12 ч. Среди грамотрицат. бактерий обнаружены микроорганизмы (деструкторы), к-рые усваивают ПАВ как питат. субстрат. [c.589]

Эксперименты по фиксации интермедиатов являются, таким образом, весьма мощным приемом в работе по изучению механизмов действия ферментов, и борогидрид был использован в ряде случаев для регистрации таких интермедиатов. Мы не можем, однако, ожидать, что неспецифичный реагент обычно будет способен вмешиваться в химию процессов фермент-субстратного комплекса. Борогидрид — особый случай, так как это очень маленькая молекула, почти такого же размера и формы, как Н2О. Ферменты обычно способны оставлять посторонние молекулы вне активного центра. Наилучший способ поместить реагент в активный центр — это замаскировать его под субстрат, т. е. использовать аналог субстрата, располагающий структурными особенностями, необходимыми для связывания, но несущий также функциональную группу, предназначенную для необратимой реакции с группами активного центра. (Поэтому такие реагенты пригодны больше для идентификации функциональных групп активного центра, чем для регистрации интермедиатов.) Далее мы детально опищем подход с применением аналогов субстратов, используя некоторые из многочисленных примеров, доступных из работ по химотрипсину. [c.481]

Информацию о строении гьктивных центров ферментов и расположении в них субстратов получают в первую очередь путем рентгеноструктурного анализа самого фермента и его комплекса с каким-либо близким аналогом субстрата, который достаточно похож на субстрат, чтобы располагаться в активном центре сходным с ним образом, но не может подвергаться ферментативному превращению. Такой комплекс может быть закристаллизован и использован для получения необходимого набора данных по дифракции рентгеновских лучей. [c.200]

Кофермент НАД-Н имеет характеристическую полосу поглощения при длине волны 340 нм (так называемая дигидро-по-лоса ) [88]. Максимум ее сдвигается в присутствии алкогольде-гидрогеназы (из печени лошади и человека) или лактатдегидро-геназы (из сердца быка и печени крысы) [45] от 340 к 325 нм. Спектрофотометрический анализ связывания НАД-Н с ферментом ограничивается дегидрогеназами из указанных выше источников, потому что другие пиридиннуклеотид-зависимые дегидрогеназы, исследованные до сих пор, не проявляли такого сдвига дигидро-полосы поглощения. Однако максимум характеристического поглощения примесных соединений — НАД+ и аналогов НАД+ с цианидами, гидроксиламином, сульфитом и сульфгидрильными соединениями, структурно подобными субстрату, — сдвигается в более коротковолновую область при связывании с рядом пиридиннуклеотид-зависимых дегидрогеназ, не дающих сдвига в спектре при связывании с НАД-Н. Эти вещества могут рассматриваться как дигидропиридиновые соединения и, следовательно, как аналоги молекулы восстановленного кофермента. Бинарный фермент-коферментный комплекс дрожжевой о-гли-церальдегид-З-фосфатдегидрогеназы с НАД+ был проанализирован с использованием метода измерения разностных спектров этого комплекса (рис. 6, работа [89]). [c.404]

Получение мутантов, способных к сверхпродукции промежуточных продуктов метаболизма Индукция определенных ферментативных процессов Ингибированная ферментация Направленный синтез из предшественников в обход метаболического контроля Биокатализ по завершении роста Одностадийные превращения, позволяющие обойтись без очистки фермента или принятия мер по сохранению его стабильности Многостадийные процессы ферментативной конверсии Биокатализ in vitro Использование очищенного фермента для одностадийной конверсии какого-либо природного субстрата Одностадийное образование химических промежуточных продуктов из неприродных субстратов с использованием очищенных ферментов с широким спектром действия Многостадийные полусинтетические метаболнтические процессы Химический катализ на основе биологических принципов Создание химических аналогов ферментативных процессов Получение химических катализаторов с биологической специфичностью (образование биоорганических комплексов ) [c.134]

Мутанты, конститутивно образующие катаболические ферменты. Накопительные культуры такого рода мутантов можно получить путем частой смены субстратов. Если клетки конститутивно образуют ферменты, необходимые для использования субстрата А, то после переноса клеточной популяции с субстрата В на субстрат А они точас начинают расти с максимальной скоростью клеткам же индуцибельного дикого типа для достижения максимальной скорости роста необходима определенная лаг-фаза (чтобы синтезировать ферменты для роста на субстрате А). После ряда генераций клетки снова переносят на среду с субстратом В и дают им расти до тех пор, пока ферменты, участвующие в использовании субстрата А, не будут достаточно сильно разбавлены . После многократного повторения такой процедуры конститутивные мутанты сильно обгоняют в росте клетки дикого типа с индуцибельными ферментами. Таким путем были выделены, например, мутанты Е. соН, конститутивно образующие ферменты, необходимые для использования Лактозы. В других методах отбора пользуются таким приемом, как подавление индукции при помощи структурных аналогов субстрата. Метилтио алактозид может, например, подавить у Es heri hia oli индукцию й(а/ Оперона, вызываемую галактозой. [c.498]

Более обш им, хотя и менее надежным, является метод, основанный на использовании в качестве ковалентных меток активного центра не самих субстратов, а их аналогов квазисубстратов). В качестве квазисубстрата выбирают веш ество, молекулы которого настолько сходны с молекулами нормального субстрата, что могут образовать ковалентный фермент-субстратный комплекс. Однако они должны в то же время и отличаться от нормального субстрата настолько, чтобы этот комплекс либо вообш,е не разлагался, либо разлагался достаточно медленно. Этот метод оказался полезным при использовании диизопропилфторфосфата (ДФФ) в качестве квазисуб-стратной метки активного центра эстераз и протеаз (табл. 29). [c.198]

Можно назвать еще следующие направления, по которым развивается современная ферментология изучение роли и действия отдельных факторов, влияющих на процесс,—температуры, pH среды, ее окислительно-восстановительного потенциала, концентрации субстрата и фермента изучение кинетики ферментативных реакций исследование специфичности ферментов — важнейшего свойства, определяющего их биологическую роль и возможности практического использования химического строения и действия ингибиторов ферментов, обратимого и необратимого, специфического и неспецифического торможения ими реакций изучение строения и функций различных кофакторов, в первую очередь специфических коферментов, их роли в каталитическом процессе, в обмене веществ исследование особенностей ферментных белков — состава, числа цепей, гидродинамических и электрохимических свойств, химической структуры далее — строения активных центров, их числа, их низкомолекулярных аналогов изучение механизма действия ферментов действия полифермент-ных систем и, наконец, образования ферментных белков, в том числе их биосинтез и образование из предшественников префер-ментов). [c.46]

Примером анализа механизма с замещением фермента, в котором были использованы аналоги субстратов, может служить упоминавшееся выше кинетическое исследование роданезы. В этой работе в качестве субстрата В был использован цианид, а в качестве варьируемых субстратов А применялись тиосульфат, а также ароматические и алифатические тиосульфонаты. При этом наблюдалось почти ЮО-кратное увеличение V при переходе от тиосульфата к метантиосульфонату и снижение V в случае ароматических субстратов [4]. Из этих данных следует, что величину V в случае тиосульфата определяет к+г. При использовании в качестве субстрата В липоата и в качестве субстрата А тиосульфата [1] было найдено, что обе мономолекулярные константы скорости влияют на величину V, и предварительное определение к+2 позволило рассчитать значение й+4 из приведенных выше соотношений. [c.165]

Таким образом, в отсутствие дополнительных данных окончательных выводов о механизме действия аскорбатоксидазы сделать нельзя. Такие дополнительные данные были получены с помощью двух подходов — исследования аналогов субстрата и прямого измерения некоторых констант скорости. Ямазаки и Пьетт [11] нашли, что максимальные скорости реакции, катализируемой аскорбатоксидазой, при использовании в качестве субстрата аскорбиновой и редуктиновой кислот одинаковы. Если исключить вероятность совпадения величин /г+здля этих субстратов, можно сделать заключение, что максимальная скорость определяется константой k+ , а не к+2. Позже было, однако, показано, что при таком значении pH, когда оба субстрата полностью ионизуются (активной формой субстрата является моноанион), максимальные скорости для этих субстратов различаются [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология