Тетраэдрический интермедиат

Хотя при метилировании Н15-57 в активном центре происходят лишь небольшие изменения, переходное состояние и тетраэдрический интермедиат дестабилизированы по сравнению с нативным ферментом. Участие гидроксильной группы в гидролизе эфиров и амидов также включает образование тетраэдрического интермедиата. [c.230]

Данный простой пример приводит к интересным предположениям относительно механизмов ферментативных реакций. Происходит ли конформационное изменение субстратного тетраэдрического интермедиата пли остатка активного центра фермента Очевидно, для решения этой проблемы необходимы биоорганические модели. Такие модели, которые еще только будут созданы, дадут возможность определить механизм действия протеаз исходя из тетраэдрического интермедиата с относительно фиксированной конформацией. [c.252]

Если переходное состояние тетраэдрического интермедиата сходно с продуктом реакции, то стадией, лимитирующей скорость, является расщепление тетраэдрического интермедиата, или к2 <С < /г 1 (/ 2 для заторможенного процесса, а к- для быстрого). Такая ситуация реализуется, если НО — хороший нуклеофил или если его рКа меньше, чем р/<а для К"0 -группы. [c.230]

Если же переходное состояние напоминает реагент, то стадией, определяющей скорость, является образование тетраэдрического интермедиата, причем к2> (й 1 для медленной реакции). В этом случае К О- —хорошая уходящая группа и ее рКа меньше, [c.230]

Таким образом, при хорошей уходящей группе (слабое сопряженное основание) стадией, определяющей скорость (медленной) при гидролизе эфиров, является образование тетраэдрического интермедиата, а при плохой уходящей группе другая стадия— расщепление тетраэдрического интермедиата. [c.231]

Рентгеноструктурные исследования показали, что помимо серина-195 в активный центр входят также остатки гистидина (Н1з-57) и аспарагиновой кислоты (А5р-102). Другой остаток гистидина (Н1з-40) не участвует в катализе. Фермент обладает специфичностью к ароматическим аминокислотам. Эфиры ароматических аминокислот — хорошие субстраты этого фермента, и для большинства кинетических исследований в качестве субстратов использовались такие эфиры. Фермент расщепляет пептиды, освобождая карбоксильную группу ароматических аминокислот. После образования комплекса Михаэлиса единственный реакционноспособный 5ег-195 вначале ацилируется, образуя ацилферментное промежуточное соединение с субстратом. Превращение комплекса Михаэлиса в ацилфермент происходит сначала путем образования тетраэдрического интермедиата (разд. 4.4.1), и наконец происходит гидролиз ацилфермента при атаке молекулой воды, так что ацилированный продукт обычно не накапливается. [c.220]

При низких pH происходит протонирование азота и —МНз становится хорошей уходящей группой. При высоких pH, однако, гидроксильная группа тетраэдрического интермедиата [c.231]

Вероятно, силы притяжения в ионной паре стабилизируют тетраэдрический интермедиат, замедляя его расщепление. [c.232]

Этот новый тетраэдрический интермедиат в конечном счете приведет к образованию цисоидного промежуточного ацилфермента, который, видимо, и будет основным продуктом. [c.250]

Возможен также поворот на 120" группы —ОСНз. В этом случае эфирная группа меняет конформацию по отношению к группе К с транс- на гош-. Этот новый тетраэдрический интермедиат, а также исходный приводят к образованию трансоидного промежуточного ацилфермента после отщепления —ОСНз-группы, которому способствует взаимодействие с орбиталями. [c.250]

Одиако, если трансоидно-цисоидная изомеризация эфирного субстрата под действием фермента происходит до атаки сериновым остатком, образуется другой тетраэдрический интермедиат [c.251]

Наконец, третий возможный механизм заключается в стабилизации тетраэдрического интермедиата [c.297]

Лабильные молекулы, тетраэдрические интермедиаты и молекулярные комплексы [c.144]

Имеются и другие кинетические доказательства, согласующиеся с образованием тетраэдрического интермедиата. Например, константа скорости реакции ацетамида с гидроксилами-ном не постоянна, а снижается при уменьшении концентрации гидроксиламина [185]. Это снижение происходит не гладко — график константы имеет излом при низких концентрациях гидроксиламина— это одна прямая, а при высоких — другая. Это означает, что изменяется природа лимитирующей стадии. Понятно, что такого не может произойти, если процесс одностадийный должно быть две стадии, и, следовательно, должен существовать интермедиат. Аналогичное кинетическое поведение обнаружено и в других случаях [186], в частности, графики зависимости скорости реакции от pH нередко имеют форму колокола. [c.56]

Каталитическую активность а-химотрипсина нельзя приписать исключительно наличию системы переноса зарядов. Из рентгено структурных исследований следуют многие другие факторы, от ветственные за каталитический процесс. Было обнаружено де вять видов специфических ферментсубстратных взаимодействий которые повышают эффективность а-химотрипсина. Например стабилизация тетраэдрического интермедиата, а следовательно понижение энергетического барьера переходного состояния, со провождается образованием водородной связи между карбониль ной группой субстрата и амидным атомом Ser-195 и Gly-193 В химотрипсиногене эта водородная связь отсутствует. Действи тельно, уточнение структур химотрипсиногена и а-химотрипсина с помощью рентгеноструктурного анализа показывает различия в расположении каталитической триады в зимогене и ферменте. Это конформационное изменение в общей трехмерной структуре фермента, возможно, вызывает значительные изменения химических свойств каталитического центра, что может играть важную роль в увеличении ферментативной активности при активации зимогена. [c.221]

Этот результат не обязательно означает, что в данном случае тетраэдрический интермедиат не принимает участия в реакции. Если из интермедиатов 69 и 71 не регенерируется эфира, а они превращаются целиком в кислоту, то потери метки не будет наблюдаться даже при участии тетраэдрического интермедиата. Для бензилбензоатов именно это и может происходить, так как образование кислоты снимает стерическое напряжение. Даже те эксперименты, в которых обнаруживается потеря Ю, не доказывают существования тетраэдрического интермедиата, так как остается возможность потери 0 в результате некоторого независимого процесса, не приводящего к гидролизу эфира. Чтобы учесть такую возможность, Бендер и Хек [189] измеряли скорость потери изотопа при гидролизе этилтрифторотиоло-ацетата- 0 (72). Выше с помощью кинетических методов было показано, что эта реакция протекает через образование интермедиата, а не через переходное состояние [190]. Бендер и Хек установили, что скорость потери метки и значение фактора [c.58]

Получены данные о том, что в процессе гидролиза я-анилид-ных производных пептидов, катализируемом сериновой протеа-зой из Myxoba ter 495, которую называют а-литической протеа-зой, возникает тетраэдрический интермедиат и происходит согласованный переход протона от Ser-195 к His-57 и от His-57 к Asp-102. В этом ферменте присутствует только один остаток гистидина [82, 83]. Стадией, лимитирующей скорость гидролиза, является разложение тетраэдрического интермедиата на ацилфермент и п-нитроанилин. Экспериментальные данные говорят в пользу того, что два перехода протонов осуществляются согласованно, а не последовательно. [c.221]

Образование 4-1 из 4-2, вероятно, происходит вследствие атаки карбоксильной группо " ио Ы-ацетплииридинпевой соли с образованием промежуточного ангидрида с последующим замещением имидазолом. Таким образом удалось впервые выделить п однозначно охарактеризовать лабильный ацнльный тетраэдрический интермедиат 4-1, миграция ацильной группы в котором приводит к образованию продукта 4-3. [c.229]

Синтезированы и другие модельные соединения с приближенной аминогруппой. Ожидалось, что в положении 6 аминогруина дестабилизирует тетраэдрический интермедиат и, следовательно, увеличит скорость реакции. Однако наличие аминогруппы в этом положении приводит к снижению скорости реакции в 10 раз. [c.232]

Именно этой проблеме посвящен настоящий раздел, где за основу принята сравнительно новая концепция органической химии, стереоэлектронного контроля, предложенная Делоншамом [114, 115]. Эта концепция учитывает свойства правильной ориентации орбиталей при расщеплении тетраэдрического интермедиата в гидролитических реакциях и совершенно отличается от гипотезы орбитального управления Кошланда, в которой правильное расположение орбиталей способствует образованию тетраэдрического интермедиата. Обсудим с этих позиций расщепление тетраэдрического интермедиата прн гидролизе эфиров и амидов. [c.243]

Считается, что обычный механизм гидролиза эфиров и амидов проходит через образование тетраэдрического интермедиата. Делоншам предположил, что конформация этого тетраэдрического интермедиата (гемиортоэфир из эфира и гемиортоамид из амида) весьма важна для понимания реакции гидролиза. [c.243]

С 1971 г. Делоншам развивал новую стереоэлектронную теорию, в которой точная конформация тетраэдрического интермедиата играет основную роль. Другими словами, стереохимия и ионное состояние тетраэдрического интермедиата, ориентация свободных электронных пар и относительные энергетические барьеры расщепления и молекулярного вращения являются ключевыми параметрами в стереоэлектронно-контролируемом расщеплении тетраэдрического интермедиата, образующегося при гидролизе амидов и эфиров. Постулировано, что точная конформация тетраэдрического интермедиата передается продукту реакции и что специфическое разложение такого интермедиата контролируется ориентацией свободных электронных пар гетероатомов. [c.244]

Следовательно, задача заключается в том, чтобы определить, какой из конформеров позволяет объяснить образование оксиэфира как единственного продукта гидролиза. Согласно стерео-электронной теории, продукт реакции должен иметь точно такую же конформацию, что и тетраэдрический интермедиат, и расщепление алкильной связи С—О может произойти только в том случае, если орбитали двух других атомов кислорода этого интермедиата ориентированы антиперипланарно к алкильной связи С—О, подвергающейся расщеплению. [c.245]

Однако присоединение остатка серина к тетраэдрическому интермедиату приведет к возникновению значительного стерического напряжения ( 33,4 кДж, или 8 ккал) из-за взаимодействия с алкоксицепью. Чтобы устранить это напряжение, в активном центре должно произойти изменение конформации путем поворота вокруг связи С—О, соединяющей тетраэдрический углерод с сериновой ОЫ-групиой, на 120°. [c.250]

Наконец, следует указать, что принцип углового напряжения амидных связей развит также Моком в 1976 г. и использован в приложении к механизму действия карбоксипептидазы А [121]. Он включает поворот амидной связи таким образом, чтобы стало возможным цис- или транс-присоединение нуклеофила и протона по образующимся орбиталям в переходном состоянии. Этот принцип дополняет теорию (Делоншама) оптимальной геометрии тетраэдрического интермедиата в переходном состоянии. [c.257]

В некоторых случаях тетраэдрические интермедиаты были выделены [191] или обнаружены с помощью спектральных методов [191а]. [c.58]

Вопросы направления подхода исследовались и для второй стадии. После образования тетраэдрический интермедиат 68 теряет либо У (давая продукт), либо X (превращаясь в исходное соединение). Делонгшэм предположил, что одним из факторов, оказывающих влияние на направление отщепления, является конформация интермедиата, или, более точно, положение неподеленных пар электронов. Согласно этой точке зрения, уходящая группа X или V может отщепиться, только если каждый из двух других атомов, соединенных с атомом углерода, не имеет орбитали, перипланарной связи С—X или С—V. Рассмотрим, например, интермедиат [c.59]

В отличие от таких систем субстраты типа R OX обычно более реакционноспособны, чем R H2X. Конечно, почти всегда взаимодействие этих субстратов идет через образование тетраэдрического интермедиата. Повышенная реакционная способность R OX объясняется тремя причинами 1) атом углерода карбонильной группы несет вполне ощутимый частичный положительный заряд, что делает его весьма привлекательным для нуклеофилов 2) в механизме Sn2 на лимитирующей стадии должна разрываться а-связь, что требует больше энергии, чем смещение пары я-электронов, происходящее в тетраэдрическом механизме 3) тригональный атом углерода создает меньшие стерические препятствия нуклеофилу, чем тетраэдрический. [c.68]

Нуклеофильное замещение в RSO2X протекает аналогично атаке на R OX. Многие реакции, по существу, не отличаются, хотя сульфогалогениды менее активны, чем ацилгалогениды. Этим реакциям посвящено меньше работ, чем замещению у ацильного атома углерода. Механизмы не могут быть идентичны, поскольку тетраэдрический интермедиате этом случае (147) должен содержать пять групп у центрального атома [1370]. И хотя это принципиально возможно (поскольку валентный уровень серы может содержать до 12 электронов), более вероятно, что реакционная схема ближе к механизму Sn2 с переходным состоянием в виде тригональной бипирамиды (148). Такой вывод сделан на основании следующих двух экспериментальных фактов [c.239]

Вследствие того, что гидроксильная группа занимает экваториальное положение, транс-изомер ( 0) более устойчив, чем ч с-изомер (9), на величину —Д(5 для гидроксильной грулиы. Можно считать, что переходное состояние реакции будет частицей соответствующей тетраэдрическим интермедиатам (11) и (12). [c.101]

Ключевой гтадией в большинстве реакций по карбонильной группе является присоединение нуклеофила, в результате которого возникает тетракоординированнып атдм углерода. Общее направление реакции определяется затем судьбой, этого тетраэдрического интермедиата. [c.291]

Реакции характерных классов карбонильных соединений родственны нз-за решающей роля образующихся при этом тетраэдрических интермедиатов, поэто.чу и различия в реакционной способности конкретных соединений часто можно свести к структ) рным особенностям, присущим интермедиатам. [c.291]

Гидролиз простых иминов легко протекает в водных кпслотах и довольно подробно исследован с помощью кинетических методов. Точный мехаиизм реакции зависит от структуры реагентов и pH раствора. Общий механизм состоит в присоединении воды по связи С=М с последующим выбросом амина аз тетраэдрического интермедиата [6]. [c.295]

Для полного представления фор мы кривых, изображенных на рис. 8. , требуется иногда более сло лсное кинетическое выражение, чем рассматриваемое адесь. Однако природу имеющихся на кривых экстремумов можно понять на основании качественного рассмотрения. С ростом ри в области кислых значений скорость понижается, так как для выброса молекулы амина необходимо депротонирорание тетраэдрического интермедиата. С ростом кислотности понижается концентрация депротонированных частиц, которая определяется константой диссоциации КИСЛОТЫ [c.296]

Этот механизм важен только для спиртов, в которых алкоксигрупиа. ОЯ оказывается не намного более основной, чем нуклеофильный катализатор. Эту взаимосвязь можно понять при рассмотрении тетраэдрического интермедиата, образующегося при атаке сложного эфира потенциальным катализатором [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология