Субстраты пептидаз

Субстратами пептидаз являются белки и пептиды, которые расщепляются на пептиды меньшего молекулярного веса или до свободных аминокислот. [c.65]

Названия ферментов производят от названии субстратов, на которые они действуют. Для обозначения ферментной природы служит окончание -аза (эстеразы, амилаза, пептидаза и т. д.). По тем химическим реакциям, которые они катализируют, энзимы делятся на различные группы. [c.910]

В работе [10] изучали влияние н-бутаиола на-кинетику реакций гидролиза сложных эфиров, катализируемых карбокси-пептидазой В. На основании зависимости скорости ферментативной реакции от начальной концентрации субстрата (табл. 11) предложить кинетическую схему реакции (приняв двухстадийный механизм действия фермента) и определить константу ингибирования н-бутанолом. [c.91]

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]

Пептиды. Включено несколько физиологически активных пептидов. Пептиды, используемые в качестве субстратов для определения активности пептидаз, включены в разд. 15 Искусственные и природные субстраты . [c.11]

При определении активности пептидаз в качестве субстрата применяют различные пептиды, чаш,е всего глицил-глицин, лейцил-лейцин и другие дипептиды. Определение в этом случае ведут в слабощелочной среде. [c.69]

Роль белка или белковой части фермента (апофермента) состоит помимо прямого участия в катализе в связывании в определенном участке кофактора и в связывании субстрата или субстратов с определенной ориентацией их относительно каталитически активных групп. При этом осуществляется отбор строго определенных субстратов из множества сходных молекул, в принципе способных к таким же реакциям. Например, специфичность кар бокс и пептидаз именно к С-концевым остаткам в значительной мере обусловлена тем, что в связывании и ориентации относительно атома цикла принимают участие положительно заряженные остатки аргинина, которые взаимодействуют с концевой карбоксильной группой гидролизуемого пептида. [c.223]

Чрезвычайно сложна проблема специфичности протеолитических ферментов. Раньше считали, что специфичность протеаз определяется размерами частиц субстрата, и по этому признаку разделяли их на протеиназы и пептидазы. После изучения свойств этих групп ферментов с помощью низкомолекулярных синтетических субстратов стало ясно, что определяющим моментом реакции является природа аминокислотных боковых цепей и других радикалов, соседних с гидролизуемой связью. Фермент гидролизует только те связи, которые удовлетворяют его структурным требованиям. Среди протеаз на основании их специфичности различают две группы эндопептидазы, расщепляющие пептидную цепь белка в средних участках и гидролизующие ее на более мелкие фрагменты, и экзопептидазы, которые не могут расщеплять связей в середине цепи, а действуют последовательно, отщепляя одну за другой концевые аминокислоты — либо с аминного, либо с карбоксильного конца цепи. Первые — протеиназы (пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, фицин, катепсины), вторые — пептидазы (аминопептидазы, карбокси-, дипептидазы и др.). При расщеплении белка эндо- и экзопептидазы действуют как бы синхронно первые образуют значительное число свободных концов, вторые влияют на образовавшиеся фрагменты. [c.60]

Связь явления внутреннего комплексообразования (образование хелатов) с катализом рассматривали Кальвин и Мартелл [44, 45]. Смит [46, 47] на основании изучения пептидазы пришел к выводу, что ионы металла (часто ионы Мп + или Mg2 ) служат для того, чтобы связать субстрат через аминогруппы с ферментом. [c.320]

С другой стороны, апоферменты, вероятно, могут соединяться ие только с коферментом, но и образовывать временные соединения с субстратом. Таков, например, механизм действия пептидаз, в состав которых входят атомы металла. Эти атомы образуют координирующий центр комплекса, в котором с металлом связан как апофермент, так и субстрат [16]. Благодаря образованию комплекса субстрат—кофермент—апофермент соприкосновение субстрата с апоферментом становится настолько тесным, что протекание реакции значительно облегчается. [c.277]

В зависимости от химической природы гидролизуемого субстрата гидролазы подразделяются на несколько групп эстеразы ускоряют гидролитическое расщепление сложных эфиров (к этой группе относятся липазы, участвующие в гидролизе жиров) глюкозидазы катализируют гидролиз сложных углеводов пептидазы ускоряют гидролиз пептидных связей в белковых молекулах. [c.54]

Если для примера рассмотреть пептидазы, то избирательность их действия в отношении набора пептидных связей полипептидов и белков определяется несколькими факторами. Во-первых, большую роль играет расположение заряженных групп в полипептидной цепи относительно гидролизуемой связи. На этом скорее всего основано различие действия амино- и карбоксипептидаз. В других случаях необходимо наличие вблизи гидролизуемой связи двух заряженных центров — положительного и отрицательного зарядов, расположенных на определенном расстоянии. Во-вторых, большую роль часто играют расположение и природа неполярных участков молекулы субстрата. Есть пептидазы, очень чувствительные к наличию в субстрате ароматических групп тирозина или фенилаланина, а также пептидазы, активные только при наличии в субстрате аминокислотных остатков с заданной длиной алифатических углеводородных заместителей. [c.68]

Смит [23] высказал предположение, что эти металлы образуют хелатные соединения между ферментом и субстратом, в которых ослабляется пептидная связь. Он предложил структуры этих хелатов для соответствующих пептидаз [c.254]

Следует заметить, что большинство пептидаз неспособно гидролизовать пептидные связи, образованные -аминокислотами. Другими словами, ферменты прекрасно различают стереоизомеры и оптически антипод данного субстрата субстратом уже не является. [c.223]

Названия большинства ферментов имеют суффикс -аза,а корнем названия служит название субстрата, на который воздействует фермент, или название катализируемой ферментом реакции. Так, пептидазы - это ферменты, воздействующие на пептиды липаза-фермент, воздействующий на липиды, трансметилаза - фермент, катализирующий перенос метильной группы. [c.451]

Установлено [27], что частично очищенный папаин способен атаковать синтетические субстраты амидного и пептидного типа. Аналогичными свойствами обладает и кристаллический фермент [178], который вызывает расщепление, хотя и с весьма различными скоростями, всех синтетических субстратов для трипсина, пепсина, химотрипсина, карбоксипепти-дазы и пептидаз. Из известных в настоящее время субстратов папаина наиболее чувствительным оказался бензоил-/-арги-ниламид. Атака фермента иа фракцию А окисленного инсулина свидетельствует о широком спектре гидролитического действия, напоминающем действие пепсина, хотя степень разрыва различных связей этими ферментами весьма различна. [c.210]

Согласно первоначальной классификации, протеолитические ферменты делят на 2 группы протеиназы и пептидазы, Протеиназы гидролизуют белки, расщепляя их до полипептидов, полипептиды же гидролизуются пептидазами до аминокислот. Таким образом, размер молекулы субстрата является фактором, определяющим специфичность ферментов. [c.210]

Папаин расщепляет белки глубже, чем протеиназы животного происхождения. Это соответствует меньшей избирательности его действия на синтетические субстраты или, точнее, широкой специфичности. Он гидролизует пептиды, амиды и сложные эфиры, причем может расщеплять субстраты, характерные для пепсина, химотрипсина и некоторых пептидаз. К специфичности папаина близка специфичность пепсина и бромелаина. Все 3 фермента получены в кристаллическом состоянии, как и другие подобные катализаторы растений [65]. [c.210]

Пептидазы действуют только на пептиды, причем они обладаь большой специфичностью действия. Их действие на субстрат завис) от расположения в нем отдельных химических группировок. По хара теру своего действия они делятся на аминопептидазы и карбокс пептидазы. Первые укорачивают полипептидную цепочку с аминно конца, вторые — с карбоксильного [c.68]

Определение активности пептидаз. Субстратом служат различные ди- и тржтептиды. Чаще всего берут глицил-глицин или лейцил-глицин и др. [c.69]

Для определения протеолитической активности ферментов пред] рительно приготовляют дрожжевую суспензию или водные вытяж из муки, солода и другого растительного материала. В качестве б( кового субстрата берут обезжиренный казеин. Казеин наиболее лег расщепляется протеиназами. Кроме того, он принадлежит к нат1 ным белкам, расщепляемым пептидазами. [c.70]

За рубежом для скрининговых исследований на С. albi ans применяют специальные диски с хромогенными субстратами, позволяющие выявлять специфичные для этого вида грибов ферменты -пролинамино-пептидазу и -галактозамидазу. Диск вносят в пробирку для тестирования и смачивают 1 каплей деминерализованной воды, затем на него наносят суточную культуру гриба, выращенную на агаре Сабуро с глюкозой, и инкубируют 30 мин при 35 °С. Затем в пробирку добавляют [c.322]

Предложено много гипотез, касающихся роли ионов металла в ферментативных реакциях. Не рассматривая эти гипотезы подробно, отметим основные общие положения 1) металл способствует связыванию субстрата с ферментом и входит в состав активного центра 2) комплекс металла с субстратом является фактически активированным субстратом и 3) образование комплекса между металлом и функциональными группами белка способствует поддержанию третичной структуры белка в конформации, необходимой для выполнения каталитической функции. Клотц [187], основываясь на данных об участии ионов металлов в связывании ииркдпн-2-азо-л-диметиланилина сывороточным альбумином быка, предположил, что для пептидаз, требующих наличия нона Мп(П) — слабого комплексообразователя, роль иона металла состоит не в связывании субстрата в основном состоянии. Он полагал, что один из возможных механизмов катализа включает стабилизацию промежуточного тетраэдрического соединения по следующему механизму [c.125]

В слизистой кишечника содержатся помимо лейцинаминопептидазы и карбоксипептидаз также и некоторые другие пептидазы. Многие из них, в особенности дипептидазы и трипептидазы, проявляют специфичность в отношении длины цепи субстрата. Функция таких ферментов заключается, по-видимому, в завершении процесса переваривания белков, начинающегося под влиянием ферментов, рассмотренных выше. Некоторые сведения о ферментах, участвующих в процессе пищеварения у человека, суммированы в табл. 49. [c.430]

При замещении 2п(И) ионами Hg(II), РЬ(П) и Сс1(11) пептидаз-ной активности не наблюдается. Соответствующие кинетические константы каталитической реакции для некоторых субстратов сравниваются в табл. 9. Поскольку фермент, замещенный Н2(И), является единственным металлзамещенным производным КПА, для которого имеется структурная информация при высоком разрешении области вблизи металлсодержащего координационного центра, вывод относительно детальной структуры и геометрии координации других замещенных ионов металлов может быть получен на основании спектроскопических исследований и стереохимических рассмотрений. [c.81]

Прежде чем перейти к классификации ферментов, посмотрим, из чего складывается название фермента. Большинство нз них оканчивается на -аза (например, мальтаза, оксидаза, зстераза пептидаза, трансфераза). Корень слов соответствует либо суб страту, на который действует данный фермент, либо реакции которую он катализирует. Например, мальтаза — фермент, дей ствующий на мальтозу. Оксидаза — фермент, катализирующий биологическое окисление. Эстеразы действуют на эфиры ester) пептидазы — на пептиды. Трансферазы — ферменты, осуществляющие перенос определенных групп или радикалов от одного субстрата к другому. Наименования некоторых пищеварительных ферментов (например, пепсин, трипсин, реннин) составляют исключение из этого правила. [c.355]

Многие десятилетия, вплоть до настоящего времени, протеолитические ферменты принято было делить на две группы протеиназы и пептидазы. Полагали, что протеиназы расщепляют белки, а полученные осколки (полипептиды) разрушаются пептидазами до аминокислот. Постепенно выяснилось, что протеиназы могут расщеплять и низкомолекулярные субстраты, но лишь определенного строения, соответствующего специфичности данного фермента. Возникло новое деление — на эндопептидазы, которые способны гидролизовать как концевые пептидные связи, так и те, которые расположены внутри белковых цепей, в их средних участках, и экзопептидазы, разрывающие связи на концах пептидных цепей. Эта классификация широкого использования не [c.238]

Важную вспомогательную роль в образовании ферментно-субстратного комплекса играют ионы металла. В частности, присутствие ионов металла необходимо для проявления активности пептидаз. Карбоксипеп-тидаза, полученная из сока поджелудочной железы, содержит цинк. Цинк связан с белком относительно прочно и лишь медленно удаляется при диализе. Полученный после отделения цинка белок неактивен, но полностью восстанавливает активность при добавлении ионов цинка. Особенно интересно то, что в этом случае можно восстановить пептидаз-ную активность (по отношению к карбобензоксиглицил -фенилаланину) не только при помощи цинка, но и посредством ионов других металлов, причем кобальт и никель дают комплексы более активные, чем цинк, а марганец и железо — менее активные. По отношению к различным пептидным субстратам порядок расположения ионов по величинам активностей соответствующих комплексов также оказывается различным. Аналогичный случай мы наблюдали при исследовании модельных соединений, содержащих основания Шиффа, комплексносвязанные с различными металлами. [c.128]

Рассматривая случай активации пептидаз, Смит пришел к заключению, что действие активаторов основано на образовании определенные ферментно-субстратных комплексов, в которых металл связывает амин-ный азот или карбоксильную и карбонильную группы с белком и активирует эти группы. Клотц считает, что металл должен соединяться не с нормальной, а с активированной формой субстрата. Клотц и Ми1. г экспериментальным путем показали, что ионы металла могут усилить связывание азокрасителей с различными белками. [c.141]

Чтобы на основании всего сказанного не создалось впечатления, будто коферменты представляют собой особый род субстратов, отличающийся от остальных какими-то иными свойствами помимо того, что они крайне удобны для изучения фермент-субстратных комплексов, следует отметить, что имеются также и другие убедительные примеры образования этих промежуточных продуктов. Например, сопоставление данных рентгеноструктурного анализа с разрешением 2—3 А для карбокси-пептидазы А и ее комплекса с глицил-Ь-тирозином [38] показывает не только истинное расположение связанного пептида в гидрофобном кармане фермента, но и такие тонкие детали, как сдвиг остатка тирозина на 14 А по направлению к субстрату при образовании комплекса. Впечатляющим примером подобного исследования является рентгеноструктурный анализ лизоци-ма [39], коррелирующий с результатами изучения механизма его действия [40]. Здесь, как и в случае карбокси-пептидазы, структура свободного фермента и его комплекса исследована очень детально. [c.62]

Показано, что реакции гидролиза, катализируемые ферментами, и в частности ферментами, содержащими трипсин, химотрипсин и некоторые растительные пептидазы, протекают через ряд четко определяемых стади11. Пер-вой из этих стадий является быстрая реакция второго порядка, которая представляет собой, как полагают, адсорбцию субстрата на специфическом центре фермента. [c.326]

Если молекула АВ связывается координационными связями с ионом металла, то это чаще всего сопровождается ослаблением связи А—В вследствие оттока электронного облака, как указывалось выше. По общему мнению, это и есть главный механизм активирующего действия множества ферментов, тем более, что в нескольких случаях факт образования комплексов между ионами металлов в составе ферментов и молекулами субстратов был доказан безупречными спектроскопическими методами Кей-лпном Б случае каталазы, Чэнсом для пероксидазы, Смитом для различных пептидаз. [c.168]

При действии неочищенното препарата панкреатина на казеин или другие белки образуется большое количество свободных аминокислот, при действии же на казеин кристаллического трипсина свободных аминокислот не образуется [19]. При гидролизе фибрина пепсином также освобождаются свободные аминокислоты [18]. Из этих противоречивых сообщений вытекает, что течение протеолитического процесса зависит как от применяемого фермента, так и от характера субстрата, причем мы до сих пор еще очень мало знаем о закономерностях, определяющих течение этого процесса. Нет уверенности и в том, что протеолитические ферменты способны расщеплять какие-либо пептидные связи, кроме тех, которые соединяют друг с другом /-аминокислоты существование -пептидазы было постулировано [20, 21], но не было достаточно убедительно доказано [22]. [c.366]

Еще одна возможность участия ионов металлов в ферментативном катализе заключается в образовании таких мостиковых комплексов, в которых центром связывания лиганда является полностью (рис. 14.1, II, А), либо частично (рис. 14.1, II, Б) ион металла. Существование мостикового комплекса фермент — металл-субстрат впервые предположил Хеллерман [18] для объяснения данных, полученных при активации аргиназ ионами металлов [19], а также для описания медленной металлзависимой активации некоторых пептидаз [20]. Впоследствии концепция мостиковых металлов была применена для объяснения металлзависимой активации многих ферментов, но до последнего времени [c.445]

В основу классификации протеолитических ферментов обычно брали молекулярный вес и заряд субстрата. Считали, что протеиназы расщепляют белковую молекулу до полипептидов, последние же гидролизуются пептидазами. Однако оказалось, что даже такие типичные протеиназы, как пепсин и трипсин, расщепляют субстраты с молекулярным весом 300—400 по пептидным связям, но только в том случае, если химическое окрул<ение этих связей соответствует специфичности фермента. Так, для пепсина непременным условием его действия стали считать наличие остатка тирозина или фенилаланина в боковой цепи той аминокислоты, которая связана разрываемой пептидной связью. Аминогруппа, находящаяся в таком же положении, препятствует гидролизу субстрата пепсином. Для расщепления вещества трипсином необходимо наличие в указанном положении остатка лизина или аргинина [c.345]

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]

Для примера рассмотрим гидролиз N-ацетилтирозина под влиянием а-химотрипсина. а-Химотрипсин (КФ 3.4.4.5) относится к классу гидролаз он действует как пептидаза, расщепляя пептидную связь, или как эстераза, осуществляя гидролиз эфиров. Взаимодействие а-химотрипсина с субстратом осуществляется в две стадии путем так называемой реакции двойного замещения. Многочисленные данные говорят о том, что сначала происходит образование ацетилированного по серину (в а-химотрипсине это Ser 195) фермента а-Химотрипсин-f СНз — СО — Туг — - СНз — СО — а-Химотрипсин + Туг (V.1) [c.160]

Аналогичные механизмы действия серин-гистидиновой пары предполагаются и в активных центрах других пептидаз, например трипсина (КФ 3.4.4.4), тромбина (КФ 3.4.4.13) и ряда других. Как и а-химотрипсин, они обладают пептидазной и эстеразной активностью, но выбор субстратов осуществляется адсорбционным центром другого строения, что и изменяет специфичность их действия. Тромбин осуществляет превращение фибриногена в фибрин с образованием промежуточного продукта НгМ-фебринопептидал-СО-тромбина, дальнейшее превращение которого осуществляется имидазолом активного центра по такому же механизму, как и для а-химотрипсина. Эстеразная активность тромбина наблюдается при гидролизе этилового эфира № -бeнзoил-L-apгининa [7]. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология