Структура и реакционная способность ферментов

Структура и реакционная способность ферментов [c.273]

Действие фермента зависит и от присутствия солей в среде, так как концентрация ионов влияет на степень гидратации и стабильности белковых молекул, их форму, частично структуру, реакционную способность и некоторые другие свойства. Влияние солей не является выраженным для всех ферментов возможно потому, что для каталитической функции определяющими являются лишь те изменения, которые непосредственно связаны с активным центром, а такие изменения имеют место не всегда. Однако известны случаи, когда описываемое общее действие солей выявлено очень ярко. Так, ферментное действие актомиозина, расщепление им аденозинтрифосфата происходит оптимально только в присутствии ионов, причем в концентрации, которая примерно соответствует физиологической концентрации солей. Кроме общего действия, неорганические ионы могут еще оказывать на ферменты весьма важные, в том числе специфические действия, влияя как активаторы, специфические ингибиторы, денатурирующие агенты, стабилизаторы и др. [c.49]

Основной момент, остающийся неясным для рассматриваемого механизма, касается координационного числа иона Zn + и состояния ионизации его лигандов. Соответствующие данные были получены при исследовании зависимости реакционной способности фермента от его структуры и рН-зависимости скорости реакции. Установлено, что at для реакции окисления спиртов алкогольдегидрогеназой дрожжей и at для реакции восстановления бензальдегидов алкогольдегидрогеназой печени слабо зависят от способности реагирующих атомов принимать или отдавать электроны [14, 15, 20, 23, 24]. Возможно, это обусловлено тем, что перенос гидрид-иона осуществляется по механизму общего кислотно-основного катализа (т. е. образующийся при переносе гидрид-иона заряд нейтрализуется синхронным переносом протона от кислородного атома субстрата или на этот атом). Однако никакой боковой цепи, которая находилась бы достаточно близко к субстрату, чтобы выполнять каталитическую функцию, не обнаружено. Было высказано предположение, что карбонильная группа субстрата присоединяется не к самому иону цинка, а к связанной с ним молекуле воды [25]. Хотя это согласуется с предположением о наличии общего кислотно-основного катализа, в котором связанная с цинком вода играет роль [c.351]

Функционально-ориентированный дизайн решает задачу синтеза соединений, которые должны обладать набором четко определенных, заранее заданных свойств. Здесь конечная цель состоит в оптимизации структуры целевого соединения с тем, чтобы добиться максимальной эффективности в выполнении им требуемой функции. Это могут быть такие важные физические свойства, как электропроводность (создание органических металлов) или способность образовывать жидкие кристаллы химические свойства, как, например, каталитическая активность, подобная активности биологических катализаторов (ферментов), или просто определенная реакционная способность, отвечающая тем или иным нуждам синтеза биологическая активность, в конечном счете направленная на лечение определенных болезней или на борьбу с насекомыми-вредителями. Здесь снова можно сказать, что все это — наиболее обычные задачи, с которыми органическая химия имела дело уже в течение столетия, задолго до появления термина молекулярный дизайн . Однако традиционный поиск полезных соединений ранее шел в основном методом проб и ошибок, а потому поглощал огромное количество труда и времени на синтез тысяч аналогов, необходимых для нахождения одного из них, отвечающего поставленной задаче. В настоящее время ясно обнаруживается тенденция двигаться в этой области гораздо более экономными путями. Достаточно часто еще в нача.те подобных проектов теперь применяют разнообразные методы молекулярного моделирования, позволяющее с разумной вероятностью установить тот набор структурных параметров, наличие которых должно обеспечить целевому соединению способность выполнять заданную функцию. Результаты первоначальных экспериментов используют далее для корректировки ис- [c.368]

Важной особенностью процесса ферментативной деструкции целлюлозы и других полисахаридов является то, что он осуществляется на поверхности нерастворимого субстрата, причем реакционная способность субстрата является функцией ряда его физикохимических и структурных свойств, и, как правило, убывает в ходе деструкции Специфика в данном случае заключается в том, что субстрат имеет упорядоченную (кристаллическую) структуру, во многих случаях содержит в своем составе сопутствующие вещества (в первую очередь лигнин), которые служат физическим барьером, затрудняющим доступ ферментов к глюкозидным связям Важную роль играют размеры поверхности, доступной молекулам ферментов, а также адсорбционные и диффузионные процессы, предшествующие и сопровождающие гидролитическое превращение нерастворимых субстратов [c.5]

Принципиальное значение для понимания поведения реакционной системы, состоящей из нерастворимого субстрата — целлюлозы — и гидролизующих его ферментов, имеет тот факт, что на скорость гидролиза существенно влияют физико-химические и структурные свойства субстрата степень упорядоченности структуры, размер поверхности, доступной для молекул ферментов, степень полимеризации и наличие нецеллюлозных компонентов (в основном гемицеллюлоз и лигнина) Изменение этих свойств вызывает уменьшение или увеличение реакционной способности целлюлозы и приводит к различиям в скоростях гидролиза в 10 и более раз Важная задача состоит в количественном представлении взаимосвязи изменений физико-химических свойств целлюлозы и скорости ее гидролиза (в том числе при увеличении глубины гидролиза) [c.7]

Создание детальной кинетической модели ферментативного гидролиза целлюлозы и его оптимизация представляет собой крайне сложную задачу. Во-первых, целлюлазные комплексы, осуществляющие гидролитическое расщепление целлюлозы, состоят из нескольких различающихся по специфичности ферментов (которые в свою очередь могут иметь множественные формы) и в зависимости от источника могут значительно варьировать по компонентному составу, способности расщеплять природные формы целлюлозы, кинетическим и другим важным свойствам (термостабильности, адсорбционной способности и т.д.). Во-вторых, целлюлозосодержащие материалы, используемые в качестве сырья, представляют собой нерастворимые субстраты с различной реакционной способностью в зависимости от структуры целлюлозы, наличия в их составе нецеллюлозных компонентов (гемицеллюлозы, лигнина и др.), а также от способа их предобработки. [c.157]

Биологический синтез белка представляет собой сложный, многофазный или многоступенчатый процесс. Помимо РНК в синтезе белков принимают участие многочисленные ферменты. На первой ступени активируются аминокислоты, соединяющиеся потом в пептидные цепочки. Вторая ступень — транспорт активированных аминокислот к рибосомам. Третья ступень представляет собой упорядочение и сочетание инициированных аминокислот и расположение их в необходимой последовательности на матричной РНК с последующим замыканием пептидных связей. Четвертая ступень — формирование из линейной молекулы объемной структуры, свойственной данному белку. Повышение реакционной способности, активация аминокислот увеличивает возможности взаимодействия их друг с другом осуществляется этот процесс при взаимодействии аминокислот с аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). При этом происходит передача энергии одной макроэргической связи АТФ на аминокислоту, переходящую на более высокий энергетический уровень. Реакция активации аминокислот протекает с участием фермента аминоацил-РНК-синтетазы. Для активации различных аминокислот необходимы разные ферменты — синтетазы. Аминокислотная последовательность при синтезе осуществляется кодонами (фрагментами цепи ДНК). [c.105]

Ионы металлов в составе ферментов выполняют разнообразные функции [61, 63—65]. Ионы металлов могут оказывать поляризующее действие на различные части фермента или субстрата, изменяя их реакционную способность. В некоторых биологических окислительно-восстановительных реакциях их поляризующее действие может вызвать полный перенос электрона к иону металла. Другая функция ионов металлов в ферментативных процессах — это одновременная координация фермента и субстрата и обеспечение контакта между ними. Кроме того, ион металла может выполнять роль матрицы, которая вызывает взаимную ориентацию субстрата и фермента или стабилизирует определенную структуру последнего. Безусловно, воз- [c.253]

Для растворенных веществ несложной структуры можно ожидать изменений в проявляемой ими тенденции удаляться из раствора или изменений коэффициентов активности под действием одновременно присутствующих в растворе веществ, влияющих на их растворимость летучесть и реакционную способность. Взаимодействия между макромолекулами в растворе, напротив, часто обратимо (и необратимо) влияют на структуру, что проявляется, например, в утрате активности при денатурации ферментов и изменениях точек плавления гелей. В равновесии кроме твердой фазы могут участвовать следующие типы частиц в растворе нативные макромолекулы, олигомерные или полимерные агрегаты, денатурированные макромолекулы. На рис. 1. 19 показаны структурные соотношения между этими типами частиц. К, е-т к пониманию наблюдаемого влияния солей и других растворенных веществ па эти равновесия состоит в том, что в каждом из состояний, изображенных на рис. 1.19, для растворителя доступны в различной степени те или иные группы молекул [253, 287, 351]. Хорошо известно, что конформации, которые макромолекулы,принимают в растворе, определяются стремлением к сближению всех гидрофобных групп между собой и к обеспечению доступа растворителя к гидрофильным группам [338]. В целом степень доступности молекулы для растворителя возрастает в ряду твердый белок < агрегированный или полимерный белок < нативный мономерный белок < денатурированный белок [287]. Однако, по-видимому, в каждом из этих случаев для растворителя оказываются доступными различные совокупности полярных и неполярных групп, причем степень доступности и состав групп зависят от природы макромолекулы. Влияние растворенных веществ на денатурацию, высаливание, деполимеризацию и т.д. можно объяснить, если учесть взаимодействия разных индивидуальных групп (заряженных, неполярных, полярных) [2871. [c.138]

После успешной расшифровки структуры инсулина многие исследователи приступили к изучению структуры других белков. Почти полностью определена первичная структура рибонуклеазы. Недавно было опубликовано сообщение о расшифровке структуры белка вируса табачной мозаики. Структуры инсулина, рибонуклеазы и белка вируса табачной мозаики показаны на фиг. 3. Единственным хорошо исследованным растительным ферментом является папаин. Папаин состоит из одной пептидной цепи с N-концевым изолейцином и 180 аминокислотными остатками , Папаин содержит шесть остатков цистеина, один из которых обладает высокой реакционной способностью, но в его молекуле нет дисульфидных мостиков. [c.32]

Это уравнение графически выражается кривой, имеющей ту же самую форму, что и кривая Михаэлиса — Ментен. Следовательно, подчинение наблюдаемых реакций кинетическим уравнениям Михаэлиса — Ментен еще нельзя рассматривать как доказательство существования фермент-субстратного комплекса, или комплекса, переносящего катионы, или ауксин-рецепторного комплекса. Заслуживают внимания слова Огстона [27] При изучении кинетики реакции нельзя сделать никаких выводов о способе соединения, если не иметь дополнительных сведений, например о реакционной способности, о непосредственно выявленных химических изменениях и о сравнении стереохимических структур . [c.59]

В последние годы исследованию окружения аминокислотных остатков в белках и их доступности для реагентов уделяется особенно много внимания, что объясняется многими причинами. Во-первых, познание реакционной способности каждого аминокислотного остатка в связи с непосредственным окружением приведет к пониманию различных химических свойств белков и ферментов. Например, механизм действия ферментов можно описать с точки зрения сродства и повышенной реакционной способности аминокислотных остатков активного центра по отношению к субстрату. Во-вторых, доступность аминокислотных остатков действию реагентов зависит от конформационных изменений белков, вызываемых сменой pH, температуры, ионной силы, взаимодействием с субстратом и т. д. Изучая доступность для реагентов отдельных остатков в различных условиях, можно делать выводы о структуре нативных белков. В-третьих, молярные доли остатков в различных состояниях обычно определяют путем измерения кругового дихроизма (дисперсии оптического вращения), параметров ионизации, спектральных смещений при образовании водородных связей или других изменений в окру- [c.344]

Таким образом, как видно из представленных данных, полифенолы обладают многосторонним и неспецифическим действием на ферменты, что, по-видимому, связано с их высокой реакционной способностью и наличием в их молекулах как гидрофобных, так и гидрофильных участков. Это открывает широкие возможности для использования полифенолов при исследовании структуры и функции ферментов. [c.153]

По мере того как основные представления о связи между структурой химического соединения и его реакционной способностью приобретали определенную четкость, а процесс активации и элементарный химический акт были истолкованы с электронной точки зрения, стали возникать реальные предпосылки для того, чтобы перенести методы и воззрения физико-органической химии на биохимические системы, информация о которых редко выходила за рамки первых двух звеньев вышеупомянутой цепи. Не следует однако думать, что химический подход в исследовании биохимических процессов мог оказаться плодотворным без внимательного учета специфики этих процессов. Последняя состоит в том, что подавляющее большинство химических превращений в организмах происходит под действием ферментов. В связи с этим учет роли ферментов при исследовании механизмов биоорганических реакций является важнейшим условием. Десять или пятнадцать лет назад эта фраза имела бы ценность лишь благого пожелания, и тот факт, что сегодня мы в какой-то степени начали понимать специфику и механизм действия ферментов является заслугой большой группы исследователей, куда входят и авторы настоящей монографии. [c.5]

Мы обсудим стереохимические и структурные аспекты поведения металлоферментов, ограничиваясь белками, структура которых детально описана по данным рентгеноструктурного анализа. В табл. 2 собраны данные о структуре различных ферментов и белков, для нормальной работы которых требуются ионы металлов. Эти белки можно разделить на три категории в соответствии с той ролью, которую играют взаимодействия между металлом и белком в регуляции реакционной способности металла [c.16]

Между этими категориями невозможно провести четкой границы. К тому же сродство к иону металла часто меняется при взаимодействии, фермента с молекулой субстрата. Однако при обсуждении значения структурных факторов для реакционной способности и функции ионов металлов эти три категории представляют разумную основу для выбора наиболее характерных белков и ферментов с известной структурой, активность которых определяется ионом металла. В связи с этим для данного обзора выбраны следующие [c.16]

Информация, получаемая в результате изучения зависимостей типа структура-реакционная способность, очень важна для исследования органических реакций. Однако в случае ферментов диапазон ограничен в силу специфичности последних [58]. Химотрипсин тем не менее обладает достаточно широкой специфичностью, и получены линейные зависимости свободных энергий для нескольких серт его субстратов. Так, для стадии дезацилирования возможно измерение параметров Гамметта р, так как возможно [c.495]

Особое место в процессах поглощения органических веществ занимает проблема выделения ферментов. Для этой цели синтезированы гель-сорбенты, основными показателями которых служат степень набухания и емкость по амилазе и протеазе. Вследствие большого молекулярного веса амилазы основное значение в процессе сорбции этих веществ на анионитах приобретает размер пор ионита и удельный объем его в набухшем состоянхга, особенно если учесть, что реакционная способность ферментов в значительной степени определяется третичной структурой белковой молекулы и спиральным расположением полипептидных цепей ферментов. С целью получения сорбента с возможно большей степенью набухания в качестве матрицы смолы было использовано вещество с большой гидрофильностью носителем анионообменных групп являлись полиэтиленнолиампны, обработанные алкилирующим агентом. Полученный гель-сорбент имел требуемые степень набухания и емкость по амилазе. [c.121]

Вообще говоря, возможны четыре типа факторов, определяющих каталитическую активность фермента. Во-первых, необходим химический аппарат в активном центре, способный деформировать или поляризовать химические связи субстрата, что делает последний более реакционноспособным, во-вторых,— связывающий центр, иммобилизующий субстрат в правильном положении к другим реакционным группам, участвующим в химическом превращении, в-третьих,— правильная и точная ориентация субстрата, благодаря которой каждая стадия реакции проходит с минимальным колебательным или вращательным движением вокруг связей субстрата, и, наконец, в-четвертых, способ фиксирования субстрата должен способствовать понижению энергии активации ферментсубстратного комплекса в переходном состоянии. Соответствующее распределение зарядов в активном центре и геометрия активного центра входят в число факторов, определяющих снижение суммарной энтропии переходного состояния. Все эти факторы в той или иной степени влияют на структуру активного центра фермента, и их нельзя рассматривать изолированно, вне связи друг с другом. В совокупности они увеличивают скорость ферментативной реакции и позволяют ферменту выступать в роли мощного катализатора [77]. [c.209]

Эффективность ферментативного катализа просто завораживает, особенно если удается получить кристаллографические данные о структуре и имеются достаточно полные физико-химические сведения о ферментативном механизме действия. В этом отношении наиболее изучен фермент группы сериновых протеаз— а-химотрипснн. Термин сериновая протеаза своим происхождением обязан тому, что ферменты этого класса содержат в активном центре гидроксильную группу серина, которая проявляет необычную реакционную способность к необратимому ингибитору — динзопропилфторфосфату (ДФФ). [c.219]

В работе [118] предпринята попытка объяснить, почему остаток пролина в составе пептидной связи устойчив к гидролизу ос-химотринсином. Цель исследования состояла в том, чтобы выяснить, является лн отсутствие реакционной способности следствием неблагоприятного взаимодействия метиленовых групп пролиноЕ,ого кольца с активным центром фермента, или же нри образовании ферментсубстратного комплекса, так же как во время последующих стадий изменения структуры связи, имеют место стерические затруднения, и связаны лн эти стерические затруднения со структурой пролинового кольца или просто с за- [c.252]

Образование водородной связи фермент — субстрат (пунктир) стабилизирует переходное состояние нуклеофильной атаки, что приводит к ускорению реакции (табл. 7). Соединения I, III и IV (не содержащие а-ациламидного фрагмента) лишь слабо отличаются по относительной реакционной способности их на активном центре фермента (см. примечание к табл. 7). В то же время наличие донора водородной связи в молекуле субстрата (а-ациламидный фрагмент) приводит к ускорению реакции на один (соединения П1 hV) или на два (соединения и II) десятичных порядка. Интересно отметить, что в случае субстратов VI и VII с жесткой (циклической) структурой наблюдаемое ускорение (110 раз) значительно превосходит эффект (16 раз), свойственный соединениям III и V с незакрепленной структурой. Можно полагать, что в последнем случае образование водородной связи фермент — субстрат накладывает более существенные энтропийные ограничения на подвижность (внутренние вращательные степени свободны) субстратной молекулы. Это и должно уменьшить (как уже было сказано) суммарный вклад комплексообразование E-R в ускорение реакции. [c.47]

Изложенная концепция, которая качественным образом вскрывает причины специфичности фермента по отношению к структуре субстрата, представляет собой синтез взглядов ряда научных школ, рабо-таюш,их в области физико-органической химии и ферментативного катализа (Бендер, Дженкс, Брюс, Блоу, Ноулис, Бернхард, Гесс и др.). Ее количественное кинетико-термодинамическое обоснование (в приложении к химотрипсину, как одному из наиболее изученных ферментов) было получено прежде всего в исследованиях, проводимых в Московском университете [15]. В последующих параграфах будут детально рассмотрены наиболее важные, по-нашему мнению, аспекты этой проблемы. При этом будет сконцентрировано внимание именно на взаимосвязи между структурой и реакционной способностью субстратов и оставлены, по-существу, вне поля зрения ингибиторные подходы , изложенные весьма подробно в [16]. [c.135]

Значительное специфическое влияние на скорость реакции (4.42) оказывает гидрофобное фермент-субстратное взаимодействие E-R (см. 2 этой главы). Весьма простая взаимосвязь структуры и реакционной способности существует для соединений, в которых углеводородная группа R имеет не слишком большие размеры и, следовательно, может полностью погрузиться в гидрофобную полость активного центра (см. 5 этой главы). В этом случае эффективность химотрипсинового катализа линейно возрастает с увеличением гидрофобности варьируемого субстратного фрагмента (см. рис. 43). Вклад гидрофоб- [c.158]

Динамическая стереохимия, изучающая конформационные равновесия молекул, влияние пространственного строения молекул на их реакционную способность — актуальная область теоретической органической химии. Конформационные представления имеют большое значение в молекулярной биохимии, молекулярной биологии, молекулярной фармакологии, так как биологическая активность большинства природных соединений (аминокислот, пептидов, белков, ферментов, углеводов, ДНК, РНК, стероидов, алкалоидов), а также лекарственных веществ зависит от их пространственного строения. В связи с этим большой интерес представляет конформационный анализ молекулярных структур, содержащих конформационно подвижную циклогексановую систему. К этим соединениям относятся, в частности, производные циклогексана, содержащие алкильные, винильные, этинильные и кислородсодержащие функциональные фуппы —С=0, —ОН, —СО—СН3, —О—СО—СН3. Большое практическое значение имеют производные циклогексана с эпоксидной функциональной группой — алкициклические эпоксиды, являющиеся исходными соединениями синтеза эпоксидных полимеров с ценными физико-химическими свойствами. [c.66]

Сочетание рентгеноструктурных и химических данных позволило идентифицировать группы, связывающие 7п в активном центре. Среди них два имидазола, принадлежащие к остаткам гисти-днна-б9 и -196, и карбоксильная группа глутаминовой кислоты-72. Ион цинка можно обменивать на ионы других металлов, вновь полученные металлоферменты обладают собственными характерными реакционными способностями (или не обладают вовсе)- в отнощении амидных (и сложноэфирных) субстратов, но апофер-мент, не содержащий иона металла, полностью неактивен, как и следует полагать, если ион металла играет важную роль в катализе. Современные взгляды на механизм действия фермента частично опираются на химические данные, но особенно на кристаллографические работы, включающие трехмерные структуры не только нативного фермента, ио также его комплекса с глицил- -тирозином, полученным при диффузии дипептида в кристаллы фермента [78]. [c.502]

Старая идея о статической системе со структурным соответствием, идея ключ — замок (Фишер) объясняла специфичность фермента не гибкостью, а жесткостью его структуры, обусловливающей притяжение определенной молекулы субстрата, и стерическое отталкивание незначительно отличающегося аналога. Ряд фактов противоречит этой простой модели. Так, вода и другие малые молекулы, содержащие гидроксил, не участвуют в реакциях переноса гидроксила, катализируемых фосфорилазами и киназами. Напротив, гидроксилсодержащие молекулы большого размера являются в этих случаях субстратами. Зачастую у хорошо сорбируемых активным центром лигандов реакционная способность отсутствует, несмотря на то, что весьма сходные соединения обладают ею. Вместе с тем известны случаи, когда малые молекулы не сорбируются, а их аналоги большего размера хорошо сорбируются активным центром. Фосфотрансацетилаза действует на ацетат, пропионат, бутират, но не на формиат, а р-глюкозидаза действует на глюкозиды, но не на 2-дезоксиглюкозиды. Аналогичные данные приведены в [64, 69]. [c.388]

В учебном пособии проанализированы возможности ферментативной конверсии растительного сырья Охарактеризованы структура и свойства целлюлозы и различных растительных материалов, а также влияние предварительной обработки на их реакционную способность при ферментативной конверсии Уделено внимание методам мате матического моделирования ферментативного гидролиза целлюлозы, а также культивирования продуцентов целлюлаз, регуляции их би осинтезл, очистки ферментов целлюлазного комплекса, возможности применения ферментных препаратов в промышленности и сельском хозяйстве [c.2]

Природную целлюлозу можно разделить на два типа лигно-целлюлоза (древесина, кустарники, листья и трава, морские и речные макро- и микроводоросли и т д ) и чистая целлюлоза (хлопок и его отходы, лен) Оба типа природной целлюлозы обладают кристаллической структурой и биодеградация такой целлюлозы затруднена Кроме того, находящийся в составе лигноцеллюлозы лигнин, затрудняет их доступность для молекул ферментов [1] Реакционная способность природного целлюлозосодержащего сырья (ЦСС) при ферментативном гидролизе, как правило, невелика [2-7], поэтому возникает необходимость предварительной обработки 11СС с целью увеличения реакционной способности Смысл предобработки заключается в разрушении кристаллической структуры целлюлозы и (или) удалении лигнина Происходит также увеличение поверхности целлюлозы, что оказывает дополнительное положительное влияние на скорость гидролиза [c.35]

Механические методы предобработки ПСС заключаются в их измельчении на различных видах мельниц (шаровые, коллоидные иди вибромельницы), дезинтеграторах и дробилках, диспергировании на вальцах и т д [11, 13, 19, 28-37] Измельчают IIG как в сухом, так и во влажном виде [34], описано применение охлаждения до температуры жидкого азота при измельчении [33] Предложено также одновременно осуществлять измельчение целлюлозного субстрата и его ферментативный гидролиз [34, 38] Использование механических методов приводит к разрушению кристаллической структуры целлюлозы, увеличению поверхности, доступной целлюлолитическим ферментам и, как следствие, к значительному возрастанию реакционной способности ЦСС (в 10 и более раз) [29-31, 39] [c.39]

Концепция об ограниченной подвижности прочно адсорбирующихся ферментов по матрице целлюлозного субстрата предполагает изменение подвижности ферментов при изменении свойств субстрата, в первую очередь его кристаллической структуры. Лействительно, эфф кт синергизма и различие в скоростях гидролиза прочно и слабо адсорбирующимися фракциями целлюлазного препарата значительно уменьшается при переходе от относительно кристаллического субстрата (измельченного хлопкового линта, ИК 66%) к полностью аморфному субстрату (линт, измельченный и после этого регенерированный из кадоксена), см. табл. 3.2. Причем содержание ферментов в прочно адсорбирующихся фракциях было одинаковым как в случае кристаллической, так и аморфной целлюлозы и составило по эндоглюканазе около 50% (ферментный препарат A.foetidus). Отметим также, что прочно адсорбирующиеся ферменты при сравнительно небольших глубинах гидролиза целлюлозного субстрата более существенно уменьшают его реакционную способность, чем слабо адсорбирующиеся. Однако при дальнейшем увеличении глубины гидролиза реакционная способность под действием слабо адсорбирующихся ферментов практически не изменяется, тогда как под действием прочно адсорбирующихся продолжает уменьшаться (более подробно см. выше, в разделе 1.3). Наблюдаемый эффект объ- [c.85]

Поскольку в образовании вторичной и третичной структуры частично участвуют относительно слабые связи, физическое состояние белка, а следовательно, и активность фермента, гормона и антибиотика в значительной степени зависят от температуры, pH, присутствия солей и т. д. Нагревание вызывает распрямление белковой молекулы, которое вследствие большой положительной энтропии проявляется тем больше, чем выше температура [106]. Некоторые химические реагенты, такие, как мочевина и гуанидин, вызывают изменения в физическом состоянии и реакционной способности многих белков, разрывая главным образом стабилизующие структур г водородные связи, в то время как под действием органических растворителей пройсходит разрыв гидрофобных связей. Изменение pH обусловливает разрыв водородных связей в результате удаления протона и вызывает электростатическую неустойчивость. Эти изменения часто происходят очень резко и напоминают переходы первого порядка. [c.385]

Присоединение к малеинимиДам используют для модификации тиольных ферментов при изучении взаимосвязи их структуры с функцией. Так, К-(флуорантенил-3)малеинимид, флуоресцирующий агент со средним временем жизни (примерно 20 не), связывается с белком, реагируя с его SH-группами, что позволяет определить ЧИСЛО и реакционную способность таких групп в белках. [c.145]

Все эти методики использовались для оценки реакционной способности SH-групп в разных структурах. Это особенно важно при исследовании белков в тех случаях, когда изменение рК ЗН Групп рассматривают как функцию структуры ближайшего окружения. Эти изменения в действительности могут быть очень значительными так, скорости алкилирования SH-rpynn в тиолсо-держащих ферментах могут различаться на пять порядков, [c.149]

Общие соображения. Почти все ферменты крайне чувствительны к концентрации водородных ионов. Активность ферментов всегда уменьшается при изменении pH в любую сторону от некоторого (оптимального) и сравнительно узкого интервала значений. Влияние рП определяется сочетанием трех факторов 1) необратимыми изменениями структуры белка при экстремальных значениях pH, в том числе и изменением ирочности и способа связывания ферментов с нростетическими группами 2) влиянием pH на степень ионизации субстрата и 3) влиянием pH на связывание субстрата с ферментом и на реакционную способность при катализе. Мы рассмотрим здесь только третий фактор. Что же касается первых двух, то их влияние можно определить независимо от самой реакции, кинетика которой исследуется, и на это влияние должны быть сделаны соответствующие поправки. [c.185]

Очевидно, что для выявления ключевых стадий вероятного механизма каталитического действия фермента существенно количественное описание металл-лигандного центра как до, так и после связывания субстрата. Поэтому необходимо знать стереохимию координационного окружения иона металла и его ориентацию относительно ближайших аминокислотных остатков, вовлекаемых в связывание субстрата. Кроме того, детальное выяснение химической природы реакционной способности иона металла в ферментах тре- бует установления корреляции между молекулярной структурой, . Гч стереохимией, электронной структурой и биологической функцией. Описание принципиального механизма стадий ферментативной реакции на основе сведений о структуре должно соответствовать результатам кинетических исследований, указывающих на срод-ство к субстратам, вероятную природу промежуточных продуктов реакции и лимитирующие стадии. Предлагаемый механизм должен также находиться в согласии со спектроскопическими данными, которые характеризуют электронные и атомные перегруппировки, включающие фермент и молекулы субстрата. Как и в простых координационных комплексах, детальная информация о строении молекулы позволяет определить электронную структуру и характер связывания ионов металлов и лигандов в белках. Кроме того, характер изменении стереохимии металл-лигандных центров в ходе катализа позволяет понять, какие изменения электронной структуры ответственны за каталитическое действие. Исходя из этого, большое значение для понимания регуляции биологической активности и функции белков приобретает взаимосвязь между молекулярной структурой, стереохимией и электронной структурой центров координации металла. Экспериментальные средства, при по-мошл которых это понимание становится возможным, основываются на точном, детальном описании структуры белковой молекулы и [c.17]