Энантиоселективность ферментов

Важнейшей проблемой в направленном органическом синтезе биологически активных веществ (лекарственных препаратов, феромонов насекомых и др.), обладающих избирательным действием на живые организмы, является энантиоселективный синтез физиологически активных энантиомеров. Наиболее перспективным подходом для создания хирального центра в сложных органических молекулах является использование оптически активных синтонов. Инструментом для их получения являются микроорганизмы, обладающие энантиоселективными ферментами. [c.50]

Расщепление рацематов А. на оптич. антиподы производят затравочной кристаллизацией их солей с арилсульфо-кислотами или кристаллизацией диастереомерных солей ацильных производных А. с оптически активными основаниями или солей эфиров А. с оптически активными к-тами. Часто используют энантиоселективный гидролиз ацилами-нокислот ацилазами или гидролиз эфиров А. эстеразами, причем ферменты атакуют в первую очередь Ь-А. Перспективно расщепление рацематов лигандообменной хроматографией. Хроматографию используют также для анализа энантиомерного состава А. [c.138]

Обмен катиона, а также атома Н в комплексных гидридах на алкоксильные или другие заместители приводит к значительному изменению восстановительных свойств, что позволяет во многих случаях применять модифицированные таким образом гидриды для регио-, диастерео-, а также энантиоселективного (П-8в) восстановления [3]. Для энантиоселективного восстановления кетонов можно также использовать ферменты (например, из пекарских дрожжей) (П-10) [4]. [c.74]

В начале XX века Фаянс [ 2, 3] установил закономерность изменения энантиомерной чистоты остающегося соединения А в зависимости от энантиоселективности разрушения его ферментом. Однако наибольший прогресс был достигнут в области неферментативного асимметрического разложения рацемата. [c.45]

Алкогольдегидрогеназа дифференцирует эти прохиральные атомы водорода, и поэтому дегидрирование этанола до ацетальдегида протекает путем энантиоселективного Н - отщепления. Энантиоселективное гидрирование ацетальдегида также катализируется тем же ферментом. Поскольку в этом случае обе исходные молекулы не являются хиральными, селективность данной реакции, конечно, нельзя заметить без использования изотопного замещения. [c.40]

Гидролазы энантиоселективны, избирательны к типу катализируемой реакции и часто проявляют широкую субстратную специфичность в реакции данного типа. Хотя для них характерно ингибирование продуктами реакции и даже подавление ферментативной активности при высоких концентрациях субстрата, эти факторы чаще всего не ограничивают использования ферментов этого класса. Так как микроорганизмы содержат значительные количества различных гидролаз, ферменты этого класса весьма доступны и могут быть получены в необходимых количествах. [c.44]

Ферментативный органический синтез находится только на начальном этапе своего развития. Одна из причин этого заключается в психологии, в том, что лишь малая часть исследователей, занимающихся ферментами, смотрят на них, как на самые обычные химические катализаторы, которыми можно управлять и которые следует использовать. Только в последние несколько лет наметилась важная новая тенденция — желание пересмотреть сложившиеся представления о свойствах ферментов, о специфичности и энантиоселективности их действия. При более широкой проверке оказалось, что многие ферменты способны на каталитические превращения гораздо большего числа субстратов, они могут функционировать в значительно более широком диапазоне условий. Эти наблюдения дают основания полагать, что сфера практического использования биокатализа в ближайшие годы существенно расширится. Представляет интерес внедрение ферментов в крупнотоннажный синтез (табл. 7). Следует ожидать также широкого применения в синтезе полиферментных систем. В принципе уже сегодня бесклеточная энзимология может провести ряд сложных последовательных превращений подобно тому, как действуют при биосинтезе целые клетки. Успехи в этой области будут связаны прежде всего с углублением наших знаний о поведении полиферментных систем и с умением управлять такими системами. [c.66]

Оригинальный прием хроматографического разделения энантиомеров использован в работе [296[. Ее авторы применили хроматографическую колонку, заполненную силикагелем с привитыми протеазами трипсином и а-химотрипсином, для разделения метиловых эфиров В,Ь-аминокислот. При этом в полной мере реализуется стереоспецифическая способность данных ферментов к расщеплению эфирных связей только в эфирах Ь-аминокислот. При введении в хроматографическую колонку (авторы называют ее ферментативным реактором) смеси метиловых эфиров В,Ь-аминокислот происходит количественный ферментативный гидролиз Ь-формы. Высокая условная энантиоселективность разделения для ароматических кислот от 2,5 до 17,6 связана не столько с селективным распознаванием, сколько с заметными различиями в хроматографических свойствах свободной аминокислоты и ее метилового эфира. Другой, не менее эффективной, возможностью создания белковых хиральных фаз может оказаться закрепление на поверхности силикагеля моноклональных антител на определенный хиральный оптически активный субстрат, хотя в этом случае может возникнуть вопрос об универсальности использования таких сорбентов. [c.448]

Было показано [2032,2432-2435 3, что в этих условиях химотрипсин, субтилизин и ряд других ферментов сохраняют свою активность в отношении таких реакций, как, например, переэтерификация. При этом наблюдается ряд необычных эффектов - теряется энантиоселективность фермента [2032], способность к дискриминации между полярными и гидрофобными субстратами [2432], наблюдается обращение специфичности к конкурентным ингибиторам [24331, появляется своего рода лигандиндуцируемая "память фермента при его предобработке лигандом [24351. Ферменты приобретают значительно более высокую стабильность к температуре и хранению [24331. [c.225]

Еще один вариант такого подхода предложен Уайтсайдом и сотр. [16, 17]. Он создал катализатор асимметрического гидрирования на основе ахирального дифосфинродиевого(I) комплекса, введенного в специфический центр фермента. В этом случае третичная структура белка обеспечивает хиральность катализатора, необходимую для энантиоселективного гидрирования. [c.102]

Перспективными ферментами для кинетического расщепления рацемических эпоксидов являются энантиоселективные эпоксидгидролазы микроорганизмов, катализирующие гидролиз окси-ранового кольца одного из энантиомеров субстрата с образованием оптически активного вицинального диола и остаточного энантиомера эпоксида . При этом в зависимости от региоспецифичности используемого фермента гидролиз может протекать с инверсией или сохранением исходной конфигурации молекулы субстрата 4 [c.446]

Вследствие доступности и важности белков сыворотки крови, особенно сывороточного альбумина, их чаше всего выбирают в качестве модели при изучении процессов связывания. Из анализа Скэтчарда известно, что связывание с белками является многоступенчатым равновесием, т. е. включает ряд центров связывания, у которых сродство к лиганду может быть различным. Вполне возможно, что суммарный результат и общая константа связывания могут оказаться различными для двух энантиомеров. Более того, исходя из часто демонстрируемой ферментами субстратной энантиоселективности можно предположить, что у других белков также возможно наличие центров сорбции, обладающих высоким сродством и энантиомерно-дифференцирующей способностью. [c.132]

Обратите внимание К-(п-К-Бензил)цинхониний-ион имеет пять хиральных центров (отмечены звездочкой ). Однако энантиоселективность катализируемой им реакции определяется не конфигурацией какого-то из этих центров, а совокупностью ряда специфических взаимодействий водородные связи, диполь-дипольные взаимодействия, я-я-ком-плексообразование. Механизм энантиоселективного синтеза, таким образом, очень сходен с механизмом действия ферментов, а в более широком смысле может рассматриваться как пример молекулярного узнавания (см. разд. 28.3). [c.467]

Наиболее широко используются клеточные катализаторы в энантиоселективном восстановлении карбонилсодержащих соединений, позволяющем получать оптически активные продукты с 100% теоретическим выходом [2-4]. Целесообразность использования клеточных катализаторов в этих процессах обусловлена не только экономией на затратах, связанных с выделением и очисткой требуемого фермента, но и необходимостью регенерации эндогенного восстановителя, в качестве которого обычно выступают восстановленные коферменты (NADPH или NADH) [13,14]. Несмотря на то, что существуют способы регенерации этих кофер-ментов in vitro [15], более эффективным остается использование эндогенных кофактор-регенерирующих ферментных систем, использующих недорогие, доступные экзогенные восстановители (этанол, циклопентанол, 2-пропанол, сахарозу, глюкозу и др.) [2-4]. [c.280]

Стереоспецифический синтез хиральных химических соединений привлекает большое внимание исследователей, работающих в области фундаментальной химии и промышленного органического синтеза. Вспомним, что хиралъностъю называют свойство объектов, обладающих жесткой пространственной структурой (в том числе геометрического места точек или атомов молекулы), быть несовместимыми со своими зеркальными отображениями. По определению такие объекты не имеют элементов симметрии второго порядка. В химии каждого из пары хиральных соединений, являющихся несовместимым зеркальным отображением один другого, называют энантиомером. Проведение стереоспецифического синтеза в лаборатории или промышленных масштабах требует большого количества очищенных оптических изомеров соединений-предшественников и является весьма дорогостоящей процедурой. В этой связи не прекращается поиск эффективных энантиоселективных катализаторов, среди которых все большее внимание привлекают ферменты и каталитические антитела. Хотя в ряде случаев стереоспецифичность [c.444]

ОКИСЛЯТЬ бензиламин, с помощью направленной эволюции придали способность использовать в качестве субстрата стереоизомер (5)-а-метилбензиламин. Полученный таким образом мутантный фермент (А8п3368ег) оказался в 50 раз более активным в отношении (5)-а-метилбензиламина, чем исходный, и в семь раз превышал его энантиоселективность. Использование этого фермента в сочетании с восстанавливающим агентом позволило дерацемизировать рацемическую смесь а-метилбензиламина с выходом 73% (/ )-энантиомера и 93%-ным избытком энантиомера (ее). [c.446]

Проведение химических модификаций и введение поперечных сшивок в кристаллический полусинтетический селеносубтилизин сопровождались появлением пероксидазной активности, десятикратным увеличением стабильности фермента без потери энантиоселективности [341] [c.459]

Гл. 10 посвящена каталитическому гидрированию. В настоящее время известно множество гомогенных катализаторов на основе переходных металлов, пригодных для этой цели. Разработано несколько широко используемых катализаторов кроме того, сотни менее эффективных или не столь подробно исследованных систем включены в каталоги. Одним из основных достижений в этой области является открытие катализаторов, позволяющих проводить столь быстрое энантиоселективное гидрирование, что эти катализаторы могут конкурировать с ферментами. Важный шаг вперед в этом направлении сделали Браун и Галперн [5, 6], установившие механизм действия таких асимметрических гомогенных катализаторов (см. обсуждение в гл. 10). [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология