Гидролиз стереоспецифичными ферментами

Расщепление рацемических соединений на оптические антиподы широко используется в промышленности для получения стереоизомеров. Эти процессы основаны на стереоспецифичности ферментов, например ацилаз. Ацилазы используют для разделения смесей DL-аминокислот, которые вначале ацилируют, а ацильные производные подвергают гидролизу с помощью этих ферментов, получая L-аминокислоты. Аналогичным путем происходит разделение некоторых терпенов, например с11-изопулегола [c.530]

Наибольшее значение для биохимического получения аминокислот приобрел метод стереоспецифичного гидролиза эфиров аминокислот и их N-ацильных производных. Под действием фермента ацилазы Ы-ацетил-1-метионин гидролизуется, [c.112]

Гидролиз сахарозы, проведенный под действием ферментов, обладающих определенной стереоспецифичностью, показал, что этот сахарид является а-глюкозидом и р-фруктозидом. [c.284]

Ферментативный гидролиз гликозидов. Этот наиболее старый метод определения конфигурации гликозидов, использованный впервые Э. Фишером, основан на том, что природные ферменты, выделяемые часто, как и соответствуюш,ие гликозиды, из растительных объектов, обладают строгой стереоспецифичностью. В частности, ферменты, расщепляющие гликозидные связи (гликозидазы), разделяются на а-глико-зидазы, расщепляющие только а-гликозиды, и р-гликозидазы, расщепляющие р-гликозиды. Наиболее употребительными среди первых является а-мальтаза, среди вторых — эмульсин. Для установления кон- фигурации у гликозидного атома исследуемый гликоз.ид подвергают гидролизу тем или иным ферментом и, в зависимости от того, а- или Р-гликозидаза вызовет гидролиз, относят гликозид к тому или иному типу. [c.45]

Липазы гидролизуют эфирные связи в триглицеридах. Для этих ферментов свойственна стереоспецифичность, т е. способность гидролизовать сложноэфирную связь или в положении 1, или в положении 3. На скорость липолиза оказывают влияние соли натрия, кальция, желчных кислот. Третичная структура липазы предусматривает наличие гидрофобного сайта, при помощи которого она соединяется с липидами, и гидрофильного хвоста, локализованного в водной фазе. Активный центр фермента находится вблизи гидрофобной головки. [c.80]

В связи с ферментативным гидролизом табуна следует упомянуть исследования стереоспецифичности этих реакций. Оказывается, при ферментативном гидролизе (бикарбонатный буфер pH 7—7,5) имеют место две реакции. Первая, быстро протекающая, разрушает правовращающий токсичный изомер табуна в реакции, катализируемой ферментом, в то время как вторая, медленная реакция, очевидно, некатализируемая ферментом, расщепляет нетоксичный левовраЩающий изомер. [c.193]

Стереоспецифичность ферментативного действия довольно часто используют для получения оптически активных веществ. Наибольшее значение приобрел метод стереоспецифичного гидролиза iV-ацильных производных аминокислот. Под действием фермента ацилазы jV-ацетил-L-метионин гидролизуется, например, в 1000 раз быстрее, чем ацетильное производное О-энантиомера. [c.67]

Ценные сведения о характере дырки , которую заполняет собой субстрат, когда он подвергается атаке ферментом, были получены при изучении влияния, которое оказывает варьирование заместителей в субстратах. Несмотря на то что стереоспецифичность а-химотрипсина относительна, он обычно катализирует гидролиз производных ь-амино-кислот более эффективно. Однако эта стереоспецифичность может быть обращена производные в-аминокислот могут гидролизоваться быстрее в случае таких соединений, где полярность групп, находящихся в цепи, противоположна обычной, в соответствии со схемой [c.84]

Следует отметить, что ряд ферментов не обладает выраженной стереоспецифичностью. Например, аспарагиназа II из дрожжей гидролизует как В-, так и Б-аспарагин [658]. [c.189]

Первая особенность молекул, синтезируемых в живой клетке — их стереоспецифичность (хиральность). Стерео-специфичные молекулы могут существовать в виде двух зеркально симметричных форм —стереоизомеров правой ( -форма) и левой ( -форма). Асимметрия существенным образом определяет специфичность биохимических реакций, в частности взаимодействия ферментов с различными метаболитами. Например, протеолитические ферменты животных гидролизуют только полипептиды, построенные из -аминокислот. Оболочки бактерий сибирской язвы имеют в своем составе -глутаминовую кислоту, что является причиной высокой стойкости.этих бактерий к действию ферментов. Стереоизомерия может быть также причиной различной фармакологической активности препаратов. Так, по влиянию на двигательную активность мышей -фенамин оказался в 25 раз сильнее, чем -фенамин. [c.64]

Способность микроорганизмов выступать в роли химических катализаторов впервые удалось использовать в полной мере для синтеза промышленно важных стероидов. В последние тридцать лет субстратная и стереоспецифичность ферментов нашла широкое применение в производстве стероидов при осуществлении разнообразных реакций гидроксилирования, дегидроксилирова-ния, эпоксидирования, окисления, восстановления, гидрогенизации, дегидрогенизации, этерификации, гидролиза эфиров и изомеризации. Целью всеобъемлющих исследований в этой области было осуществление специфических структурных перестроек стероидов при мягких условиях. Специфичность таких реакций определяется либо выбором оп-ределеннога вида микроорганизмов, либо химической модификацией субстрата, стереохимически исключающей другие реакции. Понимание зависимости между строением молекул субстрата и характером его перестройки, осуществляемой микроорганизмами, позволило сформулировать требования для каждой конкретной реакции, например для гидроксилирования, В определении скорости и направления реакции главную роль, как выяснилось, играют положение и ориентация замещающих групп в молекулах-стероидов. История развития методов микробиологического преобразования стероидов представляет собой прекрасный пример сочетания химического подхода со специфичностью и разнообразием биологических систем. Кроме того, на этой основе может быть осуществлен синтез новых стероидов, обладающих лучшими фармакологическими свойствами. [c.161]

РАСЩЕПЛЕНИЕ РАЦЕМАТОВ, разделение рацематов на составляющие их энантиомеры. Методы Р. р. 1) мех. разделение кристаллов при визуальном контроле. Возможно в тех случаях, когда рацемат представляет собой конгломерат кристаллов право- н левовращающих форм 2) биохимический метод, основанный на стереоспецифичности ферментативных р-ций. Наир., при действии фермента ацнлазы на рацемич. N-ациламинокислоту гидролизу (а следовательно, и отделению) подвергается лишь L-форма 3) хим. метод (наиб, универсальный), заключающийся в том, что на рацемат действуют оптически активным реагентом, в результате чего образуется новая пара в-в —диастереомеров, к-рые м. б. разделены вследствие различия в их физ. св-вах 4) хроматографирование рацематов на оптически активных стационарных фазах. Так, газожидкостная хроматография исиольз. для количеств, анализа соотношения энантиомеров, а лигандообменная — для ирепаративгюго Р. р. Наибольшее практич. значение имеют методы 2 и 3. [c.496]

Весьма ценный метод определения конфигурации гликозидных связей заключается в исследовании отношения гликозидов к гликозидазам — ферментам, расщепляющим гликозидные связи (см. гл. 13). Поскольку действие всех известных гликозидаз стереоспецифично, способность определенного фермента катализировать гидролиз исследуемого гликозида позволяет установить конфигурацию гликозидной связи последнего. Так, например, способность р-глюкозидазы вызывать гидролиз арбутина — p-D-глюкопиранозида гидрохинона — доказывает [5-конфигурацию гликозидной связи в этом соединении Однако гликозидазы специфичны не только к конфигурации гликозидной связи, но и к стереохимии гликозильного остатка, и, кроме того, чувствительны к природе агликона. Поэтому неспособность данного соединения к гидролизу под влиянием того или иного фермента не может служить окончательным доказательством конфигурации его гликозидной связи. С другой стороны, при работе с гликозидазами необходимо постоянно считаться с возможным присутствием примесей других ферментов (например, примесь [3-глюкоз ид азы в а-глюкозидазе), способных исказить результаты гидролиза (см. также стр. 449). [c.208]

Специфичность ферментов можно подразделить на следующие 1) абсолютную специфичность, например, уреаза, ускоряющая гидролиз мочевины, не оказывает никакого действия на ее производные 2) абсолютную групповую специфичность, когда фермент катализирует превращение определенных категорий соединений, например, алкогольдегидрогеназа катализирует окисление в присутствии специфического субстрата (см, ниже) этилового спирта в альдегид, но она способствует, хотя и в меньшей степени, и окислению неразветвленных спиртов нормального строения 3) относительную групповую специфичность, которой обладает трипсин, способный гидролизовать пептидную связь и действовать как экстраза при условии, что карбонильная группа пептидной или эфирной связи принадлежит лизииу или аргииину----аминокислоте, боковая цепь которой имеет положительный заряд 4) стереохимическую специфичность (ферменты способны отличать свой субстрат от его оптического изомера, например, оксидаза -аминокислот нэ действует на -аминокислоты). Стереоспецифичность указывает, что во взаимодействии субстрата с ферментом должно участвовать по крайней мере три из четырех заместителей у оптически активного атома углерода. [c.507]

Гликозидазы — ферменты, ускоряющие реакцию гидролиза глнкозидов. В зависимости от того, на какой стереонзомер (а- или р-) действуют ферменты, их относят к а- или р-глюкозидазам, т. е. они обладают стереоспецифичностью. Кроме того, субстратами гликозидов являются олиго- и полисахариды. К ним относятся мальтаза (а-глюкозидаза) и сахараза (Р-глюкозидаза), ускоряющие гидролиз мальтозы и сахарозы [c.100]

Фосфолипаза Аг гидролизует сложноэфирную связь в положении 2 во всех природных фосфоглицеридах, включая лецитины, кефалины. серинфосфатиды, фосфатидовые кислоты, фосфатидилглицерин и его аминокислотные производные, фосфатидилмиоинозит, а также плазмалогены, т. е. присутствие различных гидрофильных и гидрофобных компонент не влияет на ее специфичность, но существенно влияет на скорость гидролиза. Природа жирнокислотных остатков также не оказывает влияния на специфичность действия фосфолипазы Аг, а сказывается лишь на скорости расщепления. Фосфолипаза Аг проявляет высокую стереоспецифичность, расщепляя только производные 3-5П-гли-церофосфата, что используется в структурном анализе природных и синтетических фосфолипидов. Фермент проявляет активность в присутствии ионов Са2+, pH оптимум 7,2. [c.271]

Ни малеинат, являющийся iii - тepeoизoмepoм фумарата, ни с-ма-лат не являются субстратами фумаразы. Другие ферменты имеют несколько более широкую субстратную специфичность. Так, например, все протеолитические ферменты, приведенные в табл. 6.3, гидролизуют пептидные связи, однако каждый из них специфичен к аминокислотам с определенными боковыми группами К. Эти ферменты, подобно фумаразе, проявляют высокую стереоспецифичность и катализируют гидролиз пептидных связей, образованных только ь-(но не о-) аминокислотами. Ферменты специфичны также в отношении типа катализируемой реакции так, фумараза катализирует гидратацию или дегидратацию своих субстратов, протеолитические ферменты — гидролитическую реакцию при этом рассматриваемые ферменты не катализируют другие возможные превращения своих субстратов, например окислительно-восстановительные реакции или реакции декарбоксилирования. Однако о более широкой специфичности свидетельствует, например, способность многих протеолитических ферментов выступать в роли катализаторов гидролиза не только пептидов, но и эфиров и тио-эфиров. [c.241]

Если а, Ь и с — участки активного центра фермента, комплементарные указанным группам l-лейцилглицина, и если приведенная пространственная ориентация необходима для связывания и последующего катализа, то очевидно, что невозможно ориентировать в пространстве те же самые три группы о-лейцилглицина, чтобы они взаимодействовали с участками а, Ь и с. Эта концепция полиаффинности была подтверждена относительно недавно кристаллографическим анализом фермент-ингибиторных комплексов ее иллюстрацией может служить также стереоспецифичность трипсина и фумаразы. Скорость превращения субстрата зависит от размера и строения групп субстрата об этом свидетельствуют не только неспособность соединений, содержащих d-аминокислоты, служить субстратами лейцинаминопептидазы, но также и различие в скоростях гидролиза амидов лейцина и изолейцина. Столь же впечатляющей является неспособность трипсина гидролизовать a-N-бензоилпроизводные ь-орнитинамида и ь-гомоаргинин-амида. [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология