Теория связывания центров

Теория связывания центров [c.919]

Одно из положений теории связывания центров заключается в том, что поверхностный потенциал такой оксидной поверхности относительно раствора не может задаваться уравнением Нернста, в котором учитывается отрицательный размазанный по всей поверхности заряд. В теории связывания центров считается, что ионные центры представляют собой двумерное множество, состоящее из дискретных положительно заряженных, нейтральных и отрицательно заряженных центров на [c.920]

Несколько лет тому назад Тейлор высказал предположение, что теорию активных центров возможно согласовать с некоторыми экспериментальными данными, подтверждающими однородность поверхности катализаторов, заменив ее теорией центров загрязнения . По этой теории отравляющее действие молекул кислорода, адсорбированных на катализаторе синтеза аммиака, должно заключаться не в связывании кислородом некоторых, особенно активных атомов катализатора, а в ослаблении нормальной активности многих расположенных рядом атомов железа. При этом влияние активаторов сводится к образованию центров загрязнения , действие которых обратно действию ядов, т. е. увеличивает активность соседних атомов железа. Предлагались различные другие теории процесса катализа, часто соверщенно противоречивые и не объясняющие наблюдавшихся явлений. [c.499]

В реальных системах ни субстрат, ни фермент не являются жесткими молекулами. Поэтому при связывании претерпевают конформационные изменения, как правило, молекулы обоих реагентов, о означает, что провести четкую грань между различными механизмами катализа (рис. 17, II и III) не представляется возможным. Более того, даже обычный механизм ориентации реагирующих групп (см. 3 этой главы) в ряде случаев можно трактовать как создание некоторых напряжений в структуре молекул реагентов. Поэтому, чтобы не дать себя дезориентировать изобилием предложенных теорий и механизмов (а также поправок и уточнений к ним), важно помнить, что отличие между ними состоит лишь в используемых терминах (таких как принудительная ориентация, индуцированное соответствие, механизм дыбы , щелевой эффект и т. п.) и некоторых частных предпосылках о строении активного центра. Термодинамическая же сущность всех этих теорий одна потенциальная свободная энергия связывания (сорбции) субстрата на ферменте тратится на понижение барьера свободной энергии активации последующей химической реакции. [c.60]

Пространственная изомерия. Этот вид изомерии обусловлен различным пространственным расположением атомов при одной и той же последовательности их связывания. В 1874 г. к теории А. М. Бутлерова было сделано существенное дополнение. Голландский ученый Вант-Гофф и независимо от него французский исследователь Ле Бель высказали предположение, что четыре валентности атома углерода определенным образом расположены в пространстве, а именно, они направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода (рис. 1.19). В этом случае углы между всеми связями равны и составляют 109,5. Так возникло представление о пространственном строении молекул, которое развилось затем в раздел химии, называемый стереохимией. [c.59]

Теория индуцированного соответствия [108—ПО] предполагает, что подобные конформационные изменения, происходящие при связывании субстрата ферментом, могут играть важную роль в катализе. Последнее может иметь место, если конформационные изменения, индуцированные связыванием субстрата, влияют на относительную геометрию каталитических групп активного центра, подобно описанному выще случаю с карбоксипептидазой. Поскольку ясно, что каталитические группы в реагирующем фер-мент-субстратном комплексе должны находиться в оптимальных положениях, то в указанных выше случаях в нативных ферментах эти положения не оптимальны. Те же рассуждения приЛо-жимы и к геометрии связывающего центра, который в процессе связывания также должен подстраиваться для наилучшего соответствия субстрату. [c.516]

СП < п] незначительные изменения или отсутствие таковых для кинетических параметров, если СП > п возможность непродуктивного связывания с ферментом субстратов с СП < п. Теория позволяет связать специфичность действия фермента и структуру его активного центра в данном случае важную роль играет число сайтов и расположение каталитического участка активного центра относительно сайтов, обеспечивающих фермент-субстратное взаимодействие. [c.61]

Существуют две основные теории ингибирования горения—радикальная и ионная. Первая теория свободных радикалов основана на изъятии из зоны реакции активных центров (атомов и радикалов), ответственных за развитие процесса горения, связыванием их с молекулами галоидоуглеводородов (или с образованными из них радикалами). Вторая теория основана на том, что процесс горения включает стадию захвата электронов кислородом. с образованием иона Ог. Поскольку атомы брома,. легко отрывающиеся от молекулы галоидо-углеводорода, имеют гораздо большее сечение захвата электронов, чем кислород, бром тормозит процесс горения, захватывая электроны, необходимые для активации кислорода. [c.89]

Появление теории индуцированного соответствия было вызвано необходимостью объяснить некоторые факты, которые не удавалось согласовать с гипотезой ключа и замка. Известно, например, что в определенных ферментативных реакциях часть субстрата переносится на спирт, но не переносится па воду. Согласно гипотезе ключа и замка, следовало бы ожидать, что в отсутствие спирта будет протекать реакция с водой, так как в активном центре почти несомненно должна присутствовать вода (из-за ее высокой концентрации в водных растворах). Поскольку в действительности реакции с водой не наблюдается, можно думать, что спирт, связываясь в активном центре, вызывает какое-то изменение геометрии этого последнего, т. е. его переход в каталитически активную конформацию. Химические данные также указывают на изменение конформации фермента при связывании субстрата. [c.200]

Результаты данной работы показывают, что пренебрежение изменениями свободной энергии, происходящими вследствие набухания волос во время абсорбции воды, вносит значительную ошибку в величину общего изменения свободной энергии процесса связывания воды. Существует точка зрения [3], что теория набухания полимеров Флори лучше объясняет данные по связыванию воды, чем модель, основанная на предположении о связывании воды с дискретными центрами. Такое возражение не возникало бы, если бы принималась во внимание термодинамическая работа, затрачиваемая на набухание волос. Очень низкие значения парциального молярного объема воды, найденные в настоящей работе, также заставляют предположить, что механизм существенно отличается от того, который постулирован Флори для описания набухания полимерных гелей [8]. [c.313]

Объяснить этот парадокс смогла теория аллостерической регуляции, которая сейчас быстро развивается. Возможна и изо-стерическая регуляция ферментов, когда на их активность влияют вещества, так или иначе действующие на активный центр и обладающие стерическим сходством с участниками реакции. Название аллостерическая регуляция говорит о том, что влияние на фермент осуществляется молекулами, которые пространственно геометрически с ним не сходны. Согласно этой теории сигнал и субстрат способны соединяться с различными центрами связывания на поверхности фермента сигнал реализуется через взаимодействие этих центров. Разнообразные опыты, проведенные на многих ферментах, убедительно подтвердили, что молекулы сигналов и молекулы субстратов соединяются с разными участками на поверхности частицы ферментного белка субстрат — с каталитическим (активным) центром, а сигнал — со специальным алло-стерическим. [c.91]

Таким образом, теория предсказывает, а эксперимент, поставленный независимо, как будто бы подтверждает, что трудность построения синтетических сополимеров с фиксированной третичной структурой, воспроизводящейся от глобулы к глобуле во всяком случае в достаточно протяженных ее областях, принципиально преодолима путем самонастройки макромолекул с переменной первичной структурой. Обосновав эту возможность, мы делаем еще один шаг в обосновании самой возможности создания искусственного фермента. Для решения задачи необходимо прежде всего синтезировать сополимер с узким молекулярно-весовым распределением, растворимый в проектируемой реакционной среде и звенья которого содержат в качестве боковых групп фрагменты будущего активного центра (например, нуклеофилы, радикалы, способные к гидрофобному связыванию субстрата, и т. п.). Некоторые из этих фрагментов должны обладать достаточно высоким сродством друг к другу, чтобы в подходящих условиях вызывать конформационное превращение клубок—глобула. Кроме того, они должны обладать способностью в не слишком жестких условиях обмениваться местами на макромолекуле (например, в результате внутримолекулярной переэтерификации, переамидирования и т. п.). Тогда при синтезе сополимера (если синтез ведется путем обратимого полимераналогичного превращения) или при его последующей обработке в подходящих условиях будет происходить миграция боковых групп от звена к звену до тех пор, пока при данном составе последовательность их расположения в макромолекуле заданной длины не окажется оптимальной для существования компактной третичной структуры, которой соответствует минимальная свободная энергия системы. [c.295]

Поскольку электроны на граничных орбиталях не локализованы на атомах, возникает вопрос, какие атомы нуклеофила и электрофила будут участвовать в связывании Согласно теории, ими должны быть центры с максимальной электронной плотностью на ВЗМО и НСМО. Это соответствует атомным орбиталям, имеющим наибольщие коэффициенты и, следовательно, размер. Граничная электронная плотность определяется как квадрат коэффициента при соответствующей АО, умноженной на два (обычное число электронов на граничной орбитали нуклеофила или электрофила, когда последний акцептирует электронную пару) <7г = 2сг . [c.195]

Проблему механизма ферментативного действия обычно делят на две части, рассматривая отдельно специфичность и ускорение реакции. Обсуждение специфичности основывают, как правило, на теории замка и ключа , причем трудно бывает сказать больше того, что следует из предполагаемой в этой теории структурной комплементарности субстрата и активного центра фермента. Однако специфичность является даже более характерным свойством ферментов (по сравнению с другими катализаторами), чем ускорение каталитической реакции, и придется еще возвращаться к тому, что эти два свойства часто взаимозависимы и неразделимы. Это положение очевидно, если рассматривать разбавленные растворы субстратов, когда молекулы субстрата в результате специфического связывания концентрируются на активном центре фермента, чтобы мог осуществиться каталитический процесс. Связь между этими свойствами ферментативного механизма стано- [c.12]

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]

В соответствии с теорией напряжения или деформации связывающие силы между субстратом и ферментом непосредственно используются для создания напряжения или деформации, которые облегчают реакцию. Если активный центр фермента жесткий, то, чтобы субстрат мог связаться с ним, он должен претерпеть деформацию таким образом, чтобы его структура максимально приблизилась к структуре переходного состояния реакции энергия связывания является источником тех сил, которые позволяют субстратам связываться в искаженной конфигурации. Все это представлено на схеме (6), в которой 8 — нормальный субстрат, 8 — искаженный субстрат, а Е — фермент, способный связывать только искаженный субстрат. [c.232]

Дэвис, Джеймс и Лекки [2036] поддержали теорию связывания центров , сделав дальнейший шаг в ее развитии. Они предположили, что поверхностные комплексы образуются дополнительно к имеющейся простой ионизации групп ОН на поверхности даже в случае ионов натрия. Использовалась программа, составленная для ЭВМ, с целью нахождения равновесного состояния в растворе, причем принималось во внимание большое число переменных величин. Полученные результаты показывают, что либо катион с заряженным центром на поверхности образует ионную пару , либо поверхностный комплекс оказывается несуществующим. Важно то, что даже простые однозарядные катионы металлов, по-видимому, связываются с поверхностью благодаря координации с атомом кислорода группы S10H. Такие поверхностные группы более кислые, чем группы ОН монокремневой кислоты, которая имеет, вероятно, гораздо меньшую тенденцию к образованию комплексов с ионами металлов (см. гл. 2). [c.921]

В связи с теорией сёрнистосеребряных центров светочувствительности Шеппард совместно с Гедеоном [52] разработал микроаналитическую методику определения серы — сначала в отношении лабильной серы в желатине, т. е. такой, которая весьма легко реагирует с ионами серебра с образованием сернистого серебра, а впоследствии в отношении серы, удержанной твердой фазой эмульсии. Эта методика основана на выделении серы (3 ) в виде сероводорода, его окислении и связывании по реакции Лаута в метиленовую синюю, которую можно определять колориметрически. Методика Шеппарда и Гёдсона многократно проверялась и показала удовлетворительную воспроизводимость [53—55]. [c.22]

Измерения и расчеты показывают, что отравление часто наступает уже при действии такого количества яда, которое достаточно для связывания лишь очень небольшого числа атомов поверхности катализатора. Например, для отравления кислородом л елезного катализатора синтеза аммиака при определенных условиях достаточно связать 0,001 общего числа атомов, расположенных на поверхности. Этот факт явился одним из исходных при разработке теории активных центров, объясняющей отрав-легше взаимодействием активных центров катализатора с ядами. Поэтому яды и действуют в столь малых концентрациях. [c.75]

Так как каталитический участок активного центра р-амнлазы расположен между вторым и третьим сайтами, на что указывают данные но составу продуктов ферментативного гидролиза (почти исключительно мальтоза), то величины Лг и Лз не могут быть найдены с помощью онисанного метода картирования активного центра. Однако величину Л, можно найти при анализе состава продуктов гидролиза мальтотриозы под действием а-амилазы. Так, в работе [16] на примере гидролиза мальтотриозы, меченной по восстанавливающему концу, показали, что содержание радиоактивной глюкозы в продуктах реакции в 240 раз превыщает содержание радиоактивной мальтозы. Поскольку мальтотриоза может связываться с активным центром р-амилазы лишь двумя продуктивными способами (I и II, рис. 10), которые приводят соответственно к образованию меченых глюкозы и мальтозы как продуктов реакции, то можно заключить, что способ I — основной продуктивный способ связывания мальтотриозы. Далее, поскольку относительные количества образовавшихся меченых глюкозы и мальтозы соответствуют вероятности Р связывания субстрата в положениях I и II (рис. 10), что согласно рассматриваемой теории имеет прямое отношение к разнице в аффинностях соответствующих сайтов, то можно записать [c.55]

Превращение основного состояния фермепт-субстратного комплекса в переходное ведет к увеличению прочности связывания фермента с субстратом (точнее, измененных или активированных фермента и субстрата) и к уменьшению активационного барьера реакции. При этом в согласии с основными положениями теории переходного состояния уменьшение свободной энергии активации соответствующей стадии ферментативной реакции определяется разницей свободных энергий реального и гипотетического фер-мент-субстратного комплекса. Иначе говоря, во сколько раз напряжения ухудшают возможное связывание субстрата с активным центром, во столько же раз возрастает скорость соответствующей стадии ферментативной реакции ири условии снятия этих напряжений в переходном состоянии на данной стадии [79—82]. Следовательно, если напряжения или деформации, существующие в фермент-субстратиом комплексе, снимаются в переходном состоянии реакции, то они выгодны для фермента на стадии каталитического превращения комплекса. Чем более выражены такие наиряжения в фермент-субстратном комплексе, тем выше каталитическая копстапта ферментативной реакции. Согласно классификации фермеит-субстратных взаимодействий именно те взаимодействия, прочность которых возрастает прн образовании переходного состояния ферментативной реакции, называются специфическими [81, 82]. [c.163]

Как известно, экстракоординация МП с одним экстралигандом выводит атом М из плоскости координационного центра N4 (см. табл. 5.1). При этом гибридное состояние химических связей испытывает существенные изменения. Перекрывание гибридных орбиталей металла и порфирина ослабевает, поскольку в экстракомплексе (8)МП, если атом 8, как предполагается, связан координационной химической связью, состояние искажено. Результатом этого будет ослабление а-связей М-порфирин, которое, в соответствии с теорией спектрального критерия химической связи [5, 10], приводит к бато-хромному сдвигу первой полосы в ЭСП (ослабление ст-эффекта). Ослабление прямого дативного п-связывания и обратного дативного л-связывания в пирамидальном комплексе (8)МП или (Х)МП компенсирует друг друга в ЭСП. [c.282]

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]

Хотя выдвинутая Фишером гипотеза ключа и замка оказалась весьма плодотворной и объясняет многие общие закономерности субстратной специфичности, по мере накопления в последние годы детальной информации о взаимодействиях типа фермент-молекула ее недостатки становились все более очевидными. В буквальном смысле эта теория подразумевает наличие жесткого центра связывания. В то же время имеется большое число данных, как рентгеноструктурных, так и прямых спектрофотометрических и кинетических исследований ферментов в растворе, о конформационной мобильности белков. Мы видели, что тирозин-248 карбоксипептидазы при связывании глицилтирозина сдвигается не менее чем на 1,2 нм, явно меняя природу и форму как участка связывания, так и каталитического центра (см. разд. 24.1.3.4). Это, возможно, крайний случай, однако при наличии рентгеноструктурчых [c.515]

Для каталитической активности фермента существенное значение имеет пространственная структура, в которой жесткие участки а-спиралей чередуются с гибкими, эластичными линейными отрезками, обеспечивающими динамические изменения белковой молекулы фермента. Этим изме-неням придается больщое значение в некоторых теориях ферментативного катализа. Так, в противоположность модели Э. Фищера ключ-замок Д. Кощлендом была разработана теория индуцированного соответствия , допускающая высокую конформационную лабильность молекулы белка-фермента и гибкость и подвижность активного центра. Эта теория была основана на весьма убедительных экспериментах, сввдетельствующих о том, что субстрат индуцирует конформационные изменения молекулы фермента таким образом, что активный центр принимает необходимую для связывания субстрата пространственную ориентацию. Иными словами, фермент только в присутствии (точнее, в момент присоединения) субстрата будет находиться в активной (напряженной) Т-форме в отличие от неактивной Я-формы (рис. 4.10). На рис. 4.10 видно, что присоединение субстрата 8 к ферменту Е, вызывая соответствующие изменения конформации активного центра, в одних случаях приводит к образованию активного комплекса, в других—неактивного комплекса вследствие парущения пространственного расположения функциональных групп активного центра в промежуточном комплексе. Получены экспериментальные доказательства нового положения о том, что постулированное Д. Кощлендом индуцированное соответствие субстрата и фермента создается не обязательно изменениями [c.132]

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]

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]

Современные представления о механизме ферментативного трансаминировання, разработанные А. Е. Браунштейном и его сотрудниками, являются развитием рассмотренной выше теории (рис. 106). В исходном состоянии альдегидная группа пирндоксаль-фосфата образует альдиминную связь с -аминогруппой остатка Lys-258 активного центра (J). При связывании аминокислоты образуется комплекс Михаэлиса (И), а затем альдимин между пиридо-ксальфосфатом и субстратом (111). В результате последующих [c.204]

В табл. 7 приведены углы связей металл—лиганд 2п(П)-содер-жащего активного центра КПА. Заметное отклонение углов от 109,5°, характерных для идеальной тетраэдрической координации, свидетельствует об искаженной тетраэдрической координации центра связывания металла. Однако некоторые тетраэдрически координированные комплексы 2п(П) обнаруживают идеальную с точки зрения теории групп тетраэдрическую симметрию. В табл. 8 приведено сравнение соответствующих углов связей для различных тетраэдрических комплексов 2п(П). Очевидно, что углы связи металл—лиганд в 2п(И)КПА, вообще говоря, отличаются от углов, наблюдаемых для низкомолекулярных модельных тетраэдрических координационных комплексов. Длины связей металл—лиганд координационного центра КПА не известны, но сопоставимы с длинами связей, наблюдаемыми для комплексов цинка с аминокислотами (табл. 4). Конечно, точность длин связей 2п — лиганд, которые могут быть рассчитаны для фермента, значительно ниже, чем для малых молекул и неопределенность их оценки составит, вероятно, по крайней мере 10—20 пм. [c.79]

Как уже было сказано выше, две основные молекулярные модели могут быть использованы для объяснения закономерностей процесса связывания воды волосом а) молекулы воды присоединяются к дискретным, независимым центрам, связанным с полипентидными цепями б) вода абсорбируется полимерной сеткой в процессе набухания, что может быть описано с помощью теории Флори [8]. [c.310]

Другое существенное подтверждение мутационного механизма — молекулярная гетерогенность у-глобулина, даже специфически синтезированного к данному антигену. Антитела имеют необходимые центры активности, нрпспособлепные для связывания данной гаптеиной группы. В прочих деталях молекулы этих белков, синтезируемые разными клетками, могут отличаться. Мутационная теория дает естественное объяснение отличию у-глобулпнов от всех других белков организма, в которых, как уже не раз упоминалось, все молекулы оказываются полностью идентичными. [c.510]

Однако, как и во многих других процессах, вполне достаточно колебательной энергии, чтобы пошла соответствующая реакция, если только эта энергия сосредоточена на определенных степенях свободы молекулы. Поскольку электронная плотность следует за колебаниями связей, то, если локализация зарядов действительно имеет существенное значение, она должна отражаться на плотности зарядов на ионе, когда начинается связывание. Все это довольно мало напоминает функции триггера . Бутирофенон (26) отщепляет две молекулы СзНе в соответствии с двумя перегруппировками Маклафферти. Одно из объяснений этого состоит в том, что заряд и радикальный центр перемещаются с одного конца молекулы на другой [275]. Предполагалось также, что в осколочных ионах заряды распределяются динамически со статистическим максимумом в центре, имеющим наименьший ионизационный потенциал. Однако для реакции заряженный или радикальный центр может быть не нужен даже в том случае, когда не происходит перегруппировки молекулы в основном состоянии. В концепции локализованного заряда молчаливо предполагается, что следует пользоваться изогнутыми стрелками и другими обозначениями, принятыми в электронной теории для молекул в основном состоянии. Приведенные выше примеры относятся к тем немногочисленным случаям, когда правдоподобные схемы со стрелками оказываются непригодными, т. е. когда сдвиг одного или двух электронов не может привести к изменению центра локализации заряда. [c.97]

Бергманн внес два важных изменения в ранее существовавшую теорию а) вандерваальсовы силы (поляризационные силы, действующие на небольшом расстоянии), возникающие между углеродной цепью субстрата и поверхностью фермента, играют столь же важную роль, как и описанные выше силы кулоновского взаимодействия, которые связывают карбонильную и четвертичную группы. Так, в ряду н-алкилтриметиламмониевых солей сила связывания, определенная по степени угнетения холинэстеразы, возрастала линейно с удлинением алкильной цепи. Вероятно, эта связь возникает не с эстеразным или анионным центром, а с другими участками поверхности фермента. Бергманн и Сегал [131 подсчитали, что энергия связи каждой метиленовой группы для ложной холинэстеразы со- [c.32]

Если заряженная группа, например карбоксилат-анион, находится в гидрофобной области активного центра фермента и поэтому плохо сольва-тирована, то ее нуклеофильная реакционная способность будет увеличенной. Однако соответственно с этим возрастает также и основность такой группы, поскольку дестабилизация аниона, обусловленная плохой сольватацией, должна способствовать любому процессу, который понижает заряд на анионе. Этот эффект объясняет, по-видимому, высокие значения рК (вплоть до 7 и более) для замаскированных карбоксильных групп в ферментах и других белках [73], и, хотя данный эффект способствует увеличению нуклеофиль-ности этих групп, соотношение нуклеофильностп и основности остается практически неизменным. Следовательно, на основании этого эффекта вряд ли дшжно ожидать больших ускорений, если только нуклеофил не защищен от протонирования под действием растворителя и в то же время сохраняет свободу для атаки субстрата. Это возможно в том случае, когда присоединение субстрата к ферменту вызывает конформационное изменение, в результате которого нуклеофил становится доступным и атакует субстрат в гидрофобной среде. Это может служить еще одним примером, когда силы связывания между ферментом и субстратом используются для продвижения системы вдоль координаты реакции, что облегчает каталитический процесс нри одновременном уменьшении наблюдаемой свободной энергии связывания (более подробно этот вопрос будет рассмотрен в гл. 5 в рамках теории индуцированного напряжения). В общем случае, когда увеличение скорости обусловлено изменением природы растворителя , окружающего субстрат в активном центре фермента, причиной этому всегда должно быть специфическое взаимодействие, использующее энергию связывания фермента с субстратом. Так, скорость реакции двух противоположно заряженных реагентов будет больше в гидрофобной среде активного центра фермента (по сравнению с реакцией в воде), поскольку в неполярном окружении заряженные реагенты дестабилизированы и в тоже время дестабилизация менее зарянч енного переходного состояния будет не столь значительной [схема (46)]. [c.83]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология