Субстраты типы расщепляемых. связей

В зависимости от механизма действия различают ферменты с относительной (или групповой) и абсолютной специфичностью. Так, для действия некоторых гидролитических ферментов наибольщее значение имеет тип химической связи в молекуле субстрата. Например, пепсин в одинаковой степени расщепляет белки животного и растительного происхождения, несмотря на то что эти белки существенно отличаются друг от друга как по химическому строению и аминокислотному составу, так и по физико-химическим свойствам. Однако пепсин не расщепляет ни углеводы, ни жиры. Объясняется это тем, что точкой приложения, местом действия пепсина является пептидная —СО—КН-связь. Для действия липазы, катализирующей гидролиз жиров на глицерин и жирные кислоты, подобным местом является сложноэфирная связь. Аналогичной групповой специфичностью обладают трипсин, химотрипсин, пептидазы, ферменты, гидролизующие а-гликозидные связи (но не 3-гликозидные связи, имеющиеся в целлюлозе) в полисахаридах, и др. Обычно эти ферменты участвуют в процессе пищеварения, и их групповая специфичность, вероятнее всего, имеет определенный биологический смысл. Относительной специфичностью наделены также некоторые внутриклеточные ферменты, например гексокиназа, катализирующая в присутствии АТФ фосфорилирование почти всех гексоз, хотя одновременно в клетках имеются и специфические для каждой гексозы ферменты, выполняющие такое же фосфорилирование (см. главу 10). [c.142]

Большинство ферментов обладает очень высокой специфичностью действия по отношению к определенным веществам (субстратам) или определенным типам химических связей. Так, амилаза слюны расщепляет крахмал, но не действует на другой полисахарид — целлюлозу. Для осуществления взаимодействия молекул фермента и субстрата, на который воздействует фермент, нередко необходимо участие неорганических ионов. Эти ионы выступают в роли активаторов ферментов. [c.109]

Разработка более специфического метода определения содержания крахмала стала возможна потому, что была выделена и очищена глюкоамилаза (К.Ф.3.2.1.3) — фермент, катализирующий гидролиз а-о-(1—>-4)-, a-D-(l—>-6)-иа-п-(1—>-3)-гликозидных связей полисахарида с образованием d -глюкозы. Скорость гидролиза зависит от типа связи быстрее всего расщепляются связи а-о-(,1— 4), затем а-о-(1—>-6) и, наконец, а-о-(1—>-3) [10], Кроме того, скорость гидролиза возрастает с увеличением степени полимеризации субстрата [11]. Исключение составляют полисахариды с а-о-(1—>-3)-связями, скорость гидролиза которых не зависит от размеров молекулы. В этих условиях присутствие a-D-(l—>-3)-глюканов, расщепляемых глюкоамилазой, не вносит существенной ошибки в результат анализа. [c.84]

Исходным субстратом здесь является линейный гетерополимер, состоящий из остатков Л г видов и имеющий общую степень полимеризации п. Его фрагменты 8 с текущей степенью полимеризации л обратимо связываются с ферментом, образуя любые возможные позиционные изомеры. Если связывание продуктивно, то гликозильная связь расщепляется с константой скорости й/ и образуется активное промежуточное соединение Е 8 2 (типа глико-зил-фермента). При этом в раствор уходит укороченный фрагмент субстрата Гликозил-фермент гидролизуется с константой [c.109]

Имеются многочисленные данные, свидетельствующие о сходстве между гомогенными и гетерогенными катализаторами. Следовательно, выяснение механизма функционирования гомогенных катализаторов должно автоматически способствовать нашему лучшему пониманию принципов действия соответствующих гетерогенных систем. Оба типа катализаторов отравляются нейтральными лигандами, например окисью углерода, избытками фосфина или пиридина, тиолами и др. И в том, и в другом случае гидрирование олефинов замедляется в присутствии сопряженных диенов или ацетиленов (разд. 5.2.4, 6.1.2 и 6.4.1), поскольку эти соединения более прочно координируются с металлом, чем олефины. Очевидно, что на молекулярном уровне природа связи между атомом металла и различными лигандами, субстратами, ядами и др. сходна как в гомогенных, так и в гетерогенных системах. Подобие в характере связывания молекул в комплексах металлов и при их адсорбции на металлических поверхностях отмечалось в работе [196] и подробно обсуждается в обзоре [17]. Атом металла гетерогенного катализатора рассматривается как окруженный лигандами (в качестве которых в данном случае выступают другие атомы металла). Вследствие этого электронные уровни гетерогенного катализатора, как и в комплексах переходных металлов, расщепляются под действием кристаллического поля на две дискретные полосы t2g и eg. [c.85]

Так, например, трипсин расщепляет быстрее метиловый эфир бензоиларгинина, чем амид бензоиларгинина [24], а карбоксипептидаза расщепляет с одинаковой скоростью как гиппурил-фенилмолочную кислоту, так и пептид гиппурилфенилаланин [25], Эти опыты сильно поколебали основы классификации ферментов. Поскольку мы не можем классифицировать ферменты иначе, как по их действию на определенные субстраты, мы подразделяем их в зависимости от субстратов на протеазы, эсте-разы, карбогидразы и т. д. Если, однако, трипсин и карбоксипептидаза способны расщеплять эфирные связи и если это расщепление протекает с большей скоростью, чем расщепление соответствующих пептидов, то следует отвергнуть представление о том, что специфичность ферментов характеризуется только типом расщепляемых связей. [c.279]

Специфичность действия ферментов состоит в том, что фермент может катализировать превращение определенного субстрата или действовать на один из типов химических связей в нем. Благодаря этому в клетке множество химических реакций протекает одновременно в строго определенном порядке. Различают ферменты с абсолютной, относительной, сте-реохимической и групповой специфичностью. Абсолютная специфичность фермента проявляется в том, что он катализирует превращение молекул только одного субстрата. Например, фермент аргиназа способен катализировать распад только аргинина на мочевину и орнитин, а ферменты сахараза, мальтаза, лактаза способны расщеплять только соответствующие дисахариды. Относительной специфичностью действия обладают ферменты, которые катализируют разрыв определенного типа химической связи в молекулах разных веществ. Для них строение молекулы субстрата не имеет решающего значения. Относительная специфичность характерна для пептидаз пищеварительного тракта (пепсина, трипсина, химотрипсина), которые расщепляют пептидную связь в различных белках и пептидах, а также фосфатаз, липаз, которые расщепляют эфирные связи в молекулах различных веществ. Стереохимическая субстратная специфичность — самая высокая специфичность действия ферментов. Ферменты действуют только на один из нескольких изомеров субстрата. Так, например, ферменты гликолиза катализируют превращение только О-изоформы глюкозы и не влияют на ее Ьизоформу. Групповая специфичность характерна для ферментов, которые действуют на субстраты с одинаковым типом связи и подобным строением молекул. Так, например, холинэстеразы расщепляют эфирную связь во многих субстратах, которые содержат остаток холина. [c.95]

Группа ферментов, называемых амилазы , катализирует гидролиз крахмала, главным образом они специфичны по отношению к а-связанным полимерам о-глюкозы и неэффективны к целлюлозе. Известно несколько типов амилаз с различной активностью по отношению к субстратам, экзо- и эндо-Амила-зы избирательно катализируют гидролиз (1а — 4)-связанных глюкозных цепей до мальтозы и различаются направлением атаки. э/сзо-Амилаза расщепляет цепи, начиная со свободного конца, тогда как энсЗо-амилаза может атаковать середину цепи. Любой из этих ферментов глубоко расщепляет амилозу, по для полного гидролиза требуется присутствие еще одного фермента, так называемого Z-фермента, который известен своей специфичностью по отношению к некоторым типам р-глюкози-дов, определяя присутствие незначительного количества -связей в молекуле амилозы. [c.286]

Надо, однако, заметить, что имеются примеры, когда один и тот же фермент действует на различные соединения или разного типа связи. Так, например ксантиноксидаза, согласно имеющимся данным, катализирует окисление таких различных в химическом отношении субстратов, как альдегиды и оксипурины (ксантин) первые при этом окисляются в соответствующие карбоновые кислсгы, вторые дают мочевую кислоту (Б. И. Збарский, Д. М. Михлин). Трипсин также может расщеплять не только пептидные, но и эфирные связи (сложные эфиры лизина и аргинина). [c.124]

Степень специфичности, ее строгость могут значительно варьировать у различных ферментов. У многих ферментов специфичность менее точна, менее абсолютна, более щирока. Они могут превращать целый ряд близких по структуре субстратов, расщеплять многие (близкие, но отличающиеся по структуре) виды связей, осуществлять некоторые, хотя и вполне определенные, превращения, но в самых разнообразных молекулах и т. п. Так, фермент фосфатаза расщепляет эстеры фосфорной кислоты, образованные разными спиртами, а также искусственные вещества этого типа, которые в организме не встречаются. Широкую специфичность выявляет и мальтаза пищеварительного сока. Наряду с мальтозой она гидролизует все те соединения, в которых к первому углеродному атому глюкозы в а-гликозидной связи присоединен какой-либо другой радикал. Этот фермент правильнее называть а-гликозидазой. Протеолитические ферменты пепсин и химотрипсин в составе пептидных цепей белков расщепляют некоторые виды связей очень быстро, другие значительно медленнее. В связи с этим говорят, например, о первичной и вторичной специфичности пепсина или даже о первичной, вторичной и третичной специфичности а-химотрипсина, имея инода в виду в качестве третьей ту группу связей в пептидных цепях, которых фермент вовсе не может разрушать, либо расщепляет их так слабо, что это с трудом можно уловить. [c.58]

В молекуле лизоцима 129 аминокислот, расположенных отчасти по типу а-спирали, а главным образом так, что получается вытянутая и сложенная в петлю нить, форма которой поддерживается дисульфидными и водородными связями. Лизоцим расщепляет полисахарид, входящий в состав клеточной стенки бактерии, вызывая его гидролиз и последующее разрушение стенки. Норт, Филиппе и Блэйк, применив рентгеноструктурный анализ кристаллов лизоцима и затратив много усилий на расшифровку сложных рентгенограмм, пришли к выводу, что в процессе катализа молекула полисахарида попадает в своеобразную щель в молекуле белка-фермента и внутри щели, подвергаясь действию специфически расположенных участков молекулы фермента, распадается. В этом случае точная геометрическая настройка фермента на субстрат играет решающую роль. Исследование структуры было проведено с кристаллами лизоцима, но его каталитические свойства не испытывают при кристаллизации существенных изменений. [c.164]

За некоторыми исключениями, рассмотренными вьнпе, большинство органических соединений восстанавливается и окисляется необратимо. Эти реакции включают не только перепое электронов, но также образование и расщепление ковалентных связей. В рассмотренных выше случаях реакции являлись обратимыми потому, что связи О — Н и N — И образуются и расщепляются (па ионы) достаточно быстро для того, чтобы на поверхности электрода поддерживалось равновесие. Чтобы осуществить разрыв некоторых других типов связей со скоростью, сравнимой со скоростью диффузии субстрата к электроду, потенциал электрода должен быть намного более отрицательным (для анодного процесса положительным), чем стандартный потищиал. Такое перенапряжение повышает активность электрона до уровня, при котором он будет иметь достаточную силу , чтобы расщепить связь. Конечно, если необратимость является следствием необратимого процесса образования некоторой связи, следующего за переносом электронов, и если возможность образования связи исключить подбором подходящего растворителя, стадия собственного переноса электрона может стать обратимой и доступной для дальнейшего изучения. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология