Ферментативный гидролиз эфиров аминокислот

Ферментативный гидролиз эфиров аминокислот [c.315]

В качестве примера того, как координация способствует нуклеофильной атаке лиганда, рассмотрим некоторые гидролитические процессы, служащие модельными системами для ряда ферментативных реакций. Эти хорошо изученные системы включают каталитический гидролиз эфиров аминокислот, пептидных и фосфатных связей. [c.426]

Используют также биологическое и ферментативное разделение рацематов. Первое из них основано на том, что многие микроорганизмы обычно потребляют только один энантиомер, тогда как другой накапливается в растворе. Шире применяют ферментативные методы. Специальные ферменты катализируют химические превращения только одного энантиомера. Так, например, стереоселективно происходит гидролиз сложных эфиров аминокислот в присутствии некоторых ферментов [c.631]

Путем сравнения с зависимостью от pH стадии, характеризующейся величиной 2, мы показали, что гидролиз соединения анил-фермент является стадией, лимитирующей скорость в ферментативном гидролизе обычных субстратов — амидов аминокислот. В случае химотрипсина этиловый эфир ацетил-Ь-фенил-аланина гидролизуется в 1000 раз быстрее, чем соответствующий амид, а в случае трипсина этиловый эфир бензоил-Ь-аргинина гидролизуется в 300 раз быстрее, чем соответствующий амид. [c.332]

Ферментативный катализ. Наиболее удивительными катализаторами являются ферменты, катализирующие бесчисленные реакции в живых организмах. В соответствии с термодинамикой большинство органических веществ можно превратить в продукты, обладающие более низкой свободной энергией. Находящиеся в живой клетке ферменты определяют, какие из этих реакций и с какой скоростью будут осуществляться. Все известные ферменты являются белками, т. е. полимерами, состоящими из аминокислот и имеющими определенную пространственную структуру полипептидных цепей. Сами ферменты имеют молекулярные веса порядка 15 000, но некоторые из них, по-видимому, связаны с более сложными структурами клетки. В настоящее время около 150 ферментов выделено в кристаллической форме. Некоторые из этих ферментов обладают высокой специфичностью и катализируют только одну реакцию другие катализируют большое число реакций данного типа (например,гидролиз эфиров). Ряду ферментов для проявления каталитического действия требуется присутствие определенных ионов металлов или коферментов, т. е. соединений, которые в ходе каталитического цикла попеременно окисляются и восстанавливаются. [c.364]

Оригинальный прием хроматографического разделения энантиомеров использован в работе [296[. Ее авторы применили хроматографическую колонку, заполненную силикагелем с привитыми протеазами трипсином и а-химотрипсином, для разделения метиловых эфиров В,Ь-аминокислот. При этом в полной мере реализуется стереоспецифическая способность данных ферментов к расщеплению эфирных связей только в эфирах Ь-аминокислот. При введении в хроматографическую колонку (авторы называют ее ферментативным реактором) смеси метиловых эфиров В,Ь-аминокислот происходит количественный ферментативный гидролиз Ь-формы. Высокая условная энантиоселективность разделения для ароматических кислот от 2,5 до 17,6 связана не столько с селективным распознаванием, сколько с заметными различиями в хроматографических свойствах свободной аминокислоты и ее метилового эфира. Другой, не менее эффективной, возможностью создания белковых хиральных фаз может оказаться закрепление на поверхности силикагеля моноклональных антител на определенный хиральный оптически активный субстрат, хотя в этом случае может возникнуть вопрос об универсальности использования таких сорбентов. [c.448]

Клосс и Шрёдер [1263а] предложили способ ферментативного гидролиза эфиров N-защищенных и свободных пептидов в препаративных масштабах на основе использования химотрипсина и трипсина. При этом было показано, что эстеразная активность ферментов весьма мало зависит от природы С-концевого аминокислотного остатка. В то же время эфиры пептидов с С-концевой D-аминокислотой, а также со-эфиры не способны к ферментативному гидролизу. Протеолитическое расщепление пептидных связей в условиях гидролиза сложных эфиров под действием эстераз очень незначительно (ср. [1470]). [c.93]

Большое значение имеет введенный Гринштейном ферментативный гидролиз, при котором ацетил- или хлорацетиламинокислоты расшепляются ацилазами. Реже применяют расшепление эфиров DL-аминокислот с помощью эстераз. Благодаря использованию фиксированных на носителе микробных ферментов (в ос- [c.54]

Ямашита с соавторами [133] предложили применять ферментативный гидролиз и приготовление пластеинов для производства азотсодержащих продуктов питания, предназначаемых лицам, которые страдают фенилкетонурией. Гидролиз исходных белков сои или других культур с помощью ферментов, таких, как пепсин и проназа, приводит к высвобождению ароматических аминокислот. Вслед за ультрафильтрацией, которая удаляет эти аминокислоты, проводится реакция образования пластеина на гидролизате в присутствии этиловых эфиров тирозина и триптофана. Образующийся таким путем пластеин содержит лишь очень малую долю фенилаланина. Патенты на производство таких диетических продуктов выданы группе Фуйимаки [46] и фирме Fuji Oil o. Ltd. [15]. [c.618]

Ч1ротеииы с помощью кислотного, основного или ферментативного гидролиза могут расщепляться на простейшие составляющие — а-ами-нокарбоновые кислоты, обычно называемые просто а-аминокислотами. Ка.чественный анализ получающихся при этом смесей аминокислот связан с относительно большими трудностями. Э. Фишер (1901 г.) обрабатывал такие смеси спиртом и разделял образующиеся в результате смеси сложных эфиров а-аминокислот дробной перегонкой. В настоящее время эти соединения разделяют и идентифицируют методами газовой хроматографии. Использование ионообменной хроматографии позволяет разделить подобные смеси без предварительной этерификации. Существуют приборы, которые автоматически проводят качественный и количественный анализ смесей такого рода. При этом первоначально а-аминокислоты разделяются на ионообменных смолах, элюаты обрабатываются нингидрином, а образующиеся синие окрашенные вещества анализируются колориметрически, кривые поглощения записываются с помоп ью самописца. [c.647]

Особое значение имеют биохимические методы расщепления-основанные на использовании упоминавшегося ул<е ферментативного гидролиза производных окси- и аминокислот. Одну из первых таких работ опубликовал в 1906 г. Вар-бург , установивший, что при действии панкреатина на пропиловый эфир рацемического лейцина гидролизу подвергается только ь-эфир. Таким путем удается получить чистый ь-лейцик. Преимущество использования пропилового эфира (по сравнению с использованием метилового или этилового эфиров) заключается в том, что уменьшается вероятность побочных реакций (нестерео-специфичного неэнзиматического гидролиза и образования дике о-пиперазинов). [c.575]

Следует отметить, что до недавнего времени вопросам рацемизации не уделялось должного внимания. При установлении чистоты синтетического пептида ограничивались элементарным анализом и определением оптического вращения. Оптическая гомогенность не была предметом исследования, хотя она имеет очень большое значение при сравнении синтетических и природных соединений Для установления конфигурации аминокислотных остатков, входящих в состав пептидов, было предложено применять ферментативный гидролиз с помощью тщательно очищенных лейцинамино-пептидазы, трипсина и химотрипсина 177. Количественный гидролиз синтетического пептида этими ферментами свидетельствует об исключительном содержании аминокислот -ряда. Весьма перспективным методом контроля оптической чистоты синтетических пептидов является газо-жидкостная хроматография. Целый ряд работ 178 свидетельствует о том, что возможно разделение антиподов аминокислот (вернее, их производных, например N-три-фторацетильных 179 или ментиловых эфиров N-трифторацетиламино-кислот 180), методом газо-жидкостной хроматографии. Этот метод достаточно чувствителен с его помощью можно обнаружить даже весьма небольшие примеси Д-аминокислот. [c.123]

Данные, полученные в основном при исследовании хим1отрип ои на, указывают а то, что в каталитическом процессе участвует гистидин. Нужно отметить, что гистидин не является соседней с серином аминокислотой в приведенной выше последовательности аминокислот и не находится в витке спирали, соседнем с витком, в котором расположен серин. Возможно, что гистидин мог бы приводиться в непосредственный контакт с серином в результате изгиба спирали, хотя найдено, что пролин, т. е. аминокислота, которая препятствует суш,е-ство1ванию спиральной конфигурации, может находиться довольно близко от серина в химотрипсине и трипсине. Эксперименты, показавшие, что гистидин является составной частью активной области, включают 1) фотоокисление, поз1волившее выявить соответствие между потерей гистидина и потерей ферментативной активности [338] 2) построение кривых зависимости pH — активность, которое дало основание связать активность с группой, имеющей р/С имидазола (гистидина), но не серина 3) модельные опыты на неферментативных системах, показавшие, что гидролиз эфиров фосфорной и карбоновых кислот очень сильно катализируется имидазолом (гистидин), но очень слабо катализируется спиртом (серин). Последние два аргумента, являющиеся сомнительными, детально будут обсуждаться позднее. Сообщалось, однако, что фрагмент трипсина, не содержащий гистидина, еще сохраняет в значительной степени ферментативную активность [339]. [c.133]

Изменение активности растительных протеиназ зависит от перио, развития растения. Так, при прорастании семян повышается их проте литическая активность наряду с повышением активности других фе ментов. У незрелых семян ферментативная активность также повышен Повышенная ферментативная активность проросшего или недозр лого зерна пшеницы нередко отрицательно влияет на качество му1 и готового хлеба. С повышением протеолитической активности сниж ется эластичность клейковины муки вследствие гидролиза ее белке Повышение протеолитической активности зерна, кроме того, с провождается интенсивным накоплением аминокислот в продукт его переработки. Аминокислоты же являются источником ряда соед нений (меланоидины, эфиры, сивушные масла и т. п.), образующих( при различных технологических процессах (в хлебопечении, в бродил ном производстве и др.). Эти соединения обусловливают вкус, цвет аромат готовых продуктов и влияют на их качество. [c.68]

Ферментативное действие Т. на фибриноген состоит в гидролитич. расщеплении в молекуле фибриногена двух пептидных связей, расположенных между остатками аминокислот аргинина и глицина. Помимо фибриногена, Т. способен расщеплять пептидные связи аргинина в других белках, в частности в казеине и р-лактоглобулине. Кроме того, Т. обладает эстеразной активностью и гидролизует синтетич. сложные эфиры Ь-аргинина и его производных, напр, метиловые эфиры К-тозил- и К-бензоил-Ь-аргинипа. [c.144]

Большинство аминокислот, входящих в состав биологически активных полипептидов, можно выделить из продуктов гидролиза белков или получить путем ферментативного разделения раце-мических синтетических пь-аминокислот. Некоторые аминокис-лоты с помощью несложных химических превращений легко превращаются друг в друга. Однако это не относится к а, у-диаминомасляной кислоте. Все методы ее получения сложны и многостадийны. Заорал и Рудингер [2654] показали, что метиловый эфир тозил-ь-аспарагина (19) можно дегидратировать действием и-толуолсульфохлорида в пиридине до метилового эфира Р-циан-а-тозил-ь-аминопропионовой кислоты (20). [c.218]

Тот факт, что нуклеофильная атака координированной частицы происходит легче, был использован в конце 40-х — начале 50-х годов [7] для объяснения роли ионов металлов в некоторых ферментативных реакциях и еще раньше был замечен Геллерманом [8]. Реакции этого типа с участием воды наиболее многочисленны. Сюда относятся реакции гидролиза простых частиц, таких, как, S2OP [9], и конденсированных фосфатов, а также более сложных соединений [10] — пептидов, производных аминокислот и фосфорных эфиров. Ниже эти реакции будут рассмотрены более подробно. [c.424]

На первой стадии ферментативного процесса происходит физическая сорбция субстрата (образование комплекса Михаэлиса ЕЗ) за счет гидрофобного взаимодействия Е-В между боковой группой субстрата К и гидрофобным карманом в глобуле белка Е. Затем сорбированная молекула субстрата ацилирует рядом расположенную гидроксильную группу 8ег-195 с образованием ацилфермента ЕА, который на последней стадии (3) гидролизуется с регенерацией свободного катализатора Е. Кинетическая роль комилексообразования Е И в химотринтическом катализе весьма полно изучена на примере реакции гидролиза метиловых эфиров К-аце-тил-Ь-аминокислот типа КСН(ННС0СНз)С(0)0СНз. [c.209]

НЫХ реагентов, в том числе с водой, спиртами и аминами, такими, как аминокислоты, гидроксиламин и фе-Нилгидразия (353—371]. Реакции субстратов и нуклеофильных реагентов в различных комбинациях, описанные выше, есть не что иное, как реакции производных карбоновых кислот. В качестве примера можно указать на гидролиз, транспептидацию, реэтерификацию (или алкоголиз), кислородный обмен в кислотах, превращение кислот в фенилгидразиды, гидроксиламинолиз эфиров, аминолиз амидов и др. В большинстве перечисленных примеров в качестве катализатора использовался химотрипсин, хотя в некоторых случаях применялись другие ферменты, такие, как ацетилхолинэстераза или папаин. Нельзя сделать вывод, что каждый гидролитический фермент будет катализировать любую реакцию в равной степени например, папаин катализирует транспептидацию в большей степени, чем химотрипсин [40]. Поскольку специфично(сть различных гидролитических ферментов еще е обсуждалась, было бы интересно затронуть вопрос о влиянии структуры на реакционную способность, которая связана с каталитическим действием. В связи с этим рассмотрим простую трактовку ферментативного катализа, данную Михаэлисом и Мен-теном, которые предложили схему [c.137]

Причины того же характера приводят к появлению внутри-мембранных колебательных процессов. В качестве одного из примеров приведем катализируемый папаином, иммобилизованным в искусственной мембране, гидролиз этилового эфира N-бeнзoил-L-apгининa. Один из продуктов ферментативной реакции — аминокислота, накапливается в мембране (за счет ограничения диффузии) и тем самым сдвигает pH внутри мембраны в сторону более кислых значений. Это неизбежно уменьшает гидролитическую активность папаина, так как фермент выходит из своего рН-оптимума активности. В дальнейшем за счет более быстрой диффузии Н+ по сравнению с ОН возрастает значение pH внутри мембраны и активность папаина снова увеличивается. Таким образом, был получен микрореактор с периодом колебания 20 с. Изменением концентрации фермента в мембране, толщины мембраны и других параметров системы удается варьировать продолжительность одного колебания. [c.116]