Прямые доказательства образования фермент-субстратных комплексов

ПРЯМЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ОБРАЗОВАНИЯ ФЕРМЕНТ-СУБСТРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ [c.60]

Из результатов исследования рН-зависимости действия холинэстераз следует, что активность ферментов связана с функциями группировки, рк которой составляет 8,5—10. К таким группировкам может быть отнесен гидроксил тирозина (см. стр. 112). Однако каких-либо прямых доказательств участия гидроксила тирозина (как впрочем и имидазола гистидина) в каталитическом действии холинэстераз нет. Вместе с тем не подлежит сомнению тот факт, что в образовании фермент-субстратного-комплекса ацетилхолин — холинэстераза участвуют в качестве обязательных не менее трех связей. Поэтому во всех современных схемах механизма действия холинэстераз фигурируют гидроксил серина, связанный с имидазолом гистидина,— в качестве постулированной Уилсоном нуклеофильной группировки эстеразного центра ионизированная карбоксильная группа — в качестве анионного центра в некоторых схемах гидроксил тирозина — в качестве кислотной группы эстеразного центра [16, 18, 141, 156]. [c.238]

Ниже будут рассмотрены типы связей, которые могут участвовать в образовании фермент-субстратных комплексов, и приведены некоторые прямые доказательства существования простых аддитивных фермент-субстратных комплексов. [c.56]

Хотя в нашем распоряжении имеются самые разнообразные убедительные кинетические доказательства реальности фермент-субстратных комплексов, подтверждающие их прямые данные были получены лишь в сравнительно небольшом числе случаев. Однако именно такие прямые данные имеют реп ающее значение, так как они окончательно доказывают образование промежуточных аддитивных комплексов в ходе ферментативных ре- [c.60]

Фермент вступает во взаимодействие с субстратом на очень короткий период, поэтому долгое время не удавалось показать образование такого комплекса. Прямые доказательства существования фермент-субстратного комплекса были получены в лабораториях Д. Кейлина и Б. Чанса. В настоящее время экспериментальные и математические методы кинетики, термодинамики и статической механики химических реакций позволяют [c.130]

Молекулярный механизм действия металлов в энзиматическом катализе, или роль металлов в активировании ферментами. В ряде случаев ионы металлов (Со , Mg , Zn , Fe ) выполняют функции простетических групп ферментов, или служат акцепторами и донаторами электронов, или выступают в качестве электрофилов либо нуклеофилов, сохраняя реактивные группы в необходимой ориентации. В других случаях они способствуют присоединению субстрата к активному центру и образованию фермент-субстратного комплекса. Например, ионы Mg через отрицательно заряженную фосфатную группу обеспечивают присоединение монофосфатных эфиров органических веществ к активному центру фосфатаз, катализирующих гидролиз этих соединений. Иногда металл соединяется с субстратом, образуя истинный субстрат, на который действует фермент. В частности, ионы Mg активируют креатинфосфокиназу благодаря образованию истинного субстрата—магниевой соли АТФ. Наконец, имеются экспериментальные доказательства прямого участия металлов (например, ионов Са [c.146]

Однако первая стадия наиболее ответственна, поскольку сама вероятность каталитического акта строго определяется возможностью образования комплекса Михаэлиса. Первично образующееся соединение фермента с субстратом носит название комплекс не вследствие его прямого отношения к классу комплексных соединений, как это понимается в химии, а, скорее, потому, что реальная природа этого соединения пока неизвестна. В огромном большинстве случаев также неизвестны достаточно точно те химические взаимодействия, которые обеспечивают образование комплекса неизвестны и механизмы первичного перераспределения электронов в молекуле субстрата на стадии возникновения первичного комплекса. Более того, до сравнительно недавнего времени мы не имели прямых экспериментальных доказательств реальности существования самих комплексов, которое вытекало в основном из кинетических данных. В 1943 г. были проведены спектральные исследования, свидетельствовавшие о возможности образования промежуточных фермент-субстратных соединений например, в опытах Чанса [13] спектрофотометрическим методом было показано образование комплекса пероксидазы с Н2О2. Были попытки обнаружить фермент-субстратный комплекс методом зонального электрофореза [14]. Однако все эти результаты получены непрямыми методами. В 1963 г. японским авторам Яги и Озава [15] удалось получить прямые доказательства реальности комплекса Михаэлиса. Они выделили стабильный в анаэробных условиях кристаллический комплекс оксидазы D-аминокислот (D-аминокислота О 2 — окси-доредуктаза, КФ 1.4.3.3) с D-аланином (рис. 6). Этот комплекс содержал, помимо апофермента и субстрата, флавинадениндинукле- [c.48]

Для современных энзимологов существование фермент-субстратных комплексов — почти аксиома. В настоящее время накопилось огромное множество кинетических и других данных, подтверждающих образование таких комплексов в ходе ферментативных реакций, причем многие из них очень трудно объяснить каким-либо иным образом. Наиболее убедительны с этой точки зрения многочисленные прямые наблюдения образования соединений фермента с субстратом. Первое из них — наблюдение осаждения папаина его субстратом фибрином [1] — относится к 1880 году последние известные нам работы такого рода — исследования кристаллического фермент-субстратного комплекса оксидазы О-ами-нокислот с помощью оптических методов и метода ЭПР [2—5]. Классическими примерами служат гемопротеиды— пероксидаза и каталаза [6, 7], для которых образование промежуточных комплексов было доказано с помощью прямых спектроскопических методов более 30 лет назад [8, 9]. Позднее прямые доказательства образования подобных комплексов были получены с помощью самых разнообразных методов при исследовании гидролитических ферментов [10—14], альдолаз [15, 16], ряда дегидрогеназ [17—21] и тиотрансферазы ро-данезы [22, 23]. [c.55]

Пока еще нельзя привести вполне определенного примера ферментативного пирофосфорилирования посредством нуклеофильной атаки Р-атома фосфора в ну клеозид-5 -трифосфате. Возможное объяснение этого может заключаться в конформациях, которые могут иметь такие производные трифосфорной кислоты, а также в электростатическом экранировании или в экранировании самим ферментом в фермент-субстратных комплексах, которое может приводить к затруднению атаки Р-атома фосфора с последующим замещением нуклеозид-5 -фосфата (или неорганического фосфата в случае переноса нуклеозид-5 -пирофосфата). Как и в многочисленных случаях реакций обмена аниона, разрыв связи при ферментативном гидролизе нуклеозид-5 -трифосфата до нуклеозид-5 -фосфата и неорганического пирофосфата происходит за счет нуклеофильной атаки а-, а не Р-атома фосфора [29]. Считалось, что при ферментативном синтезе а-В-рибозо-1-пирофосфат-5-фосфата происходит пирофосфорилирование рибозо-5-фосфата посредством нуклеофильной атаки а-гидроксильной группой О-рибозы Р-атома фосфора в АТФ [30]. Однако экспериментальные результаты (с использованием АТФ, меченного Р -) показали только то, что Р- и у-фосфатные остатки переносились в виде единого комплекса, и, таким образом, прямого доказательства этого механизма не было получено. Другой возможный механизм может состоять в следующем нуклеофильная атака осуществляется с инверсией и направлена на С1 Р-О-ри-бозо-5-фосфата, причем реакция сопровождается образованием водородных связей между С,-гидроксильной и 5-фосфатной группами. [c.355]