Функция апоферментов

Молекула апофермента выполняет, повидимому, две главные функции 1) активирование простетической группы и 2) связывание фермента с субстратом. Для объяснения механизма активации простетической группы (кофермента) было выдвинуто представление, согласно которому апофермент фиксирует на своей поверхности простетическую группу в таком положении, которое наиболее благоприятно для взаимодействия с субстратом. Можно легко себе представить, что этим путем облегчается возможность столкновений молекул субстрата с активной группой фермента. [c.277]

Функции белков в качестве ферментов и апоферментов [c.273]

Известно, что все ферменты являются веществами белковой природы. Молекулы многих из них — это обычные, характерные молекулы белков, не содержащие иных дополнительных компонентов иными словами, это — простые белки. Однако уже давно доказано, что многие ферменты обладают каталитически активными простетическими группами небелковой природы, т. е. представляют собой сложные белки. Простетические группы обычно можно отделить от белковой части различными способами диализом, пропусканием раствора через сефадекс, и др. Для таких сложных ферментов обычно принимают следующие термины если диализируемая часть представляет собой органическую молекулу, ее называют коферментом белковую часть называют апоферментом, а их соединение определяют как голофермент. Коферментами часто являются молекулы витаминов. Большая часть окислительно-восстановительных ферментов имеет кофер-ментные группы. Интересно, что этот термин редко применяют к ионам металлов, хотя они часто выполняют ту же характерную функцию. [c.39]

Таким образом, из приведенных примеров следует, что белок в роли фермента или апофермента принимает участие в выполнении четыре.ч главных функций. Во-первых, белок обеспечивает специфичное опознавание субстратов, приводящее к образованию комплекса, в котором реагирующие части этих субстратов необходимым образом ориентированы относительно каталитического центра. Во-вторых, он принимает участие в каталитическом акте своими кислыми и основными группами по механизму общего кислотно-основного катализа. В-третьих, в ряде случаев ковалентно связывает часть молекулы субстрата с образованием промежуточного продукта, выступая в этом случае в качестве нуклеофильного катализатора. В-четвертых, в качестве апофермента белок обеспечивает связывание в активном центре иона или молекулы кофактора. [c.207]

Тиаминдифосфат, соединяясь со специфическими белками и металлами, образует тиаминпротеиды (тиаминовые ферменты), которые и осуществляют биокаталитические функции. Связь кофермента с апоферментом достаточно прочна. При воздействии тиаминовых ферментов на субстраты происходит разрыв н образование С—С-связей в различных группах между карбонилом и карбоксилом —СО—СООН, между карбонилом и вторичной гидроксильной группой —СО—СНОН— (разрыв и синтез а-кетола). [c.421]

Металл (ион), по-видимому, играет роль апофермента в модельных реакциях, протекающих с участием только пиридоксаля. Это редкий случай, когда функции белка в известной мере могут быть выполнены простым катионом. Катион металла (Ме) вступает во взаимодействие с фенольной группой кофермента и атомом азота присоединяемой аминокислоты, придает всей конфигурации стабильность и поддерживает пиридиновый цикл и боковые группы в одной плоскости, облегчая смещение л-электронов (Пюльман), где Ф — фосфорильный остаток. [c.79]

Из сказанного выше ясно, что двойная специфичность фермента обусловливает и двоякого рода активность во-первых, узнавание субстрата и соединение с ним и, во-вторых, химическое преобразование присоединенного субстрата. Оказывается, эти функции осуществляются разными частями молекулы фермента. Большинство ферментов можно разложить на апофермент и кофермент (рис. 4). В одиночку эти компоненты не способны воздействовать на субстрат только после того, как они объединятся в голофермент (от греческого голос — весь, целый), ферментативная активность восстанавливается. [c.27]

SH-группы являются необходимыми коферментами очень большого количества энзимов, чаще оксидаз, дегидрогеназ и гидратаз, присоединяющих воду (табл. 2.1). Часто функция SH-группы состоит в удерживании субстрата реакции в контакте с производящим реакцию коферментом (например, витамином) или в фиксации кофермента на апоферменте. [c.37]

Виндаус выделил витамин Bi в чистом виде [6] и в 1932 г. установил его эмпирическую формулу С12Н ig0N4S l2-HjO. Витамин Bj имеет важное значение для животного организма. Он входит в состав фермента карбокси-лазы, катализирующего реакции декарбоксилирования пировиноградной кислоты и других а-кетокислот. При недостатке тиамина в организме происходит накопление пировиноградной кислоты — продукта обмена углеводов, что нарушает нормальную функцию нервной системы и вызывает заболевание полиневритом (бери-бери). Тиамин излечивает эту болезнь. Кроме того, дифосфат тиамина входит в состав многих других ферментов в качестве кофермента, связанного с апоферментом — белком. Сюда относятся и ферменты, катализирующие реакции обмена углеводов типа альдоль-ных конденсаций и др. Витамин Bj связан также с функцией органов кроветворения, участвует в обмене воды, углеводов, жиров и минеральннх солей [7, 8, 9, 101. Витамином В богаты дрожжи (пивные и пекарские) и злаки, не очищенные от отрубей. Ржаной, а также пшеничный цельный хлеб, крупы (в особенности гречневая) являются для человека основным источником витамина Bj. [c.64]

Успех модельных экспериментов с участием пиридоксаля и ионов металлов в дублировании многих ферментативных реакций а-аминокислот позволил предположить, что ионы металлов могут играть важную роль и в соответствующих ферментативных реакциях. Однако в действительности это, по-видимому, не так получены высокоочищенные препараты ферментов, требующие пирн-доксальфосфат, но не нуждающиеся для проявления полной активности в ионах металла [124]. Функция иона металла в модельной системе состоит, вероятно, в поддержании правильной геометрии промежуточного имина и тем самым в облегчении делокализацни заряда. В ферментативной реакции эту функцию выполняет сам фермент. За исключением этой особенности, складывается впечатление, что роль пиридоксальфосфата очень близка к роли пиридоксаля в модельной системе. Поскольку реакция образования холофермента из кофермента и апофермента заключается в образовании имина пиридоксальфосфата с е-аминогруппой лизина, образование имина (153), участвующего в ферментативной реакции, должно происходить в результате переаминирования, имеющего место в присутствии аминокислотного субстрата схема (98) . [c.641]

Накопившиеся фактические клинические данные и подробные генетические и биохимические исследования позволили отнести подобные заболевания к врожденным нарушениям обмена и функций витаминов, которые уже описаны для тиамина, пиридоксина, биотина, фолиевой кислоты, витамина никотиновой кислоты, витаминов А, О, Е, К и др. В настоящее время имеется достаточно оснований считать, что причиной развития этих болезней являются генетические дефекты, связанные с нарушениями или всасывания витаминов в кишечнике, или их транспорта к органам-мишеням, или, наконец, с нарушениями превращений витаминов в коферменты (или в активные формы-в случае витаминов группы О). Имеются также доказательства наследственного дефекта синтеза белковой части фермента (апофермента) в развитии некоторых врожденных расстройств обмена и функций витаминов, а также нарушения взаимодействия (связи) кофермента (или активной формы витамина) со специфическим белком-апоферментом, т.е. дефект формирования холофермента. [c.207]

Пантотеновая кислота осуществляет свою биологическую функцию в составе коферментов, которые в виде простетической группы в соединении со специфическими белками — апоферментами входят в ферментные системы. Ферменты, включающие в свой состав пантотеновую кислоту, являются важнейшими биокатализаторами реакций ацилирования, среди которых находится реакция ацетилирования холина, связанная с возбудимостью нервного волокна [141], реакции ацетилирования уксусной кислоты в ацетоуксусную кислоту, ацетилирования аминов, спиртов и др. [142, 143]. Однако пантотеновая кислота проявляет свои биокаталитические функции, только входя в состав 2-меркаптоэтнламидных производных. Коферментом ацилирования, переносящим ацетильную и другие ацильные группы посредством своей тиольной группы, является кофермент А [144]. Вся или почти вся связанная пантотеновая кислота в клетках животного организма представлена, вероятно, в виде этого кофермента. [c.72]

Разнообразие функций кофермента А и ацилкофермента А определяется апоферментом (белковой частью молекулы фермента), который общим химическим реакциям придает специфичность к определенным субстратам. [c.85]

Во всех случаях, как это видно на примере карбоксипептидазы А, белок организует работу кофактора наиболее эффективным образом. Более того, в зависимости от структуры белка может усиливаться одна из присущих кофактору нескольких функций, в результате чего в разных комплекса.х один и тот же кофактор играет существенно разную роль. Например, гем в комплексе с глобином в незначительной мере проявляет свою склонность к окислительно-восстановительным превращениям и функционирует в основном как комплекс, координирующий молекулу Ог. В каталазе в комплексе с соответствующим апоферментом он проявляет способность катализировать двухэлектронное окисление — восстановление Н2О2. В цитохроме с тот же гем выполняет функцию одноэлектронного переносчика, меняя в каждом акте переноса электрона состояние иона железа от Fe(II) к Fe(III) и обратно. [c.207]

Свою биологическую функцию в живом организме рибофлавин осуществляет в виде флавиновых нуклеотидных коферментов — фосфорного эфира рибофлавина (ФМН) и производного этого эфира — соединения с адени-ловой кислотой, (3-N(9) -аденин-Б-рибофуранозил-5 -фосфатом—флавин-адениндинуклеогида (ФАД) кроме того, 8а-производные рибофлавина образуют коферменты 8а-гистидил-ФАД и 8а-цистеинил-ФАД. В свою очередь флавиннуклеотиды являются простетической активной группой флавиновых ферментов и осуществляют окислительную биокаталитическую функцию только в соединении с апоферментом — белковой составной частью молекулы ферментов. [c.548]

В процессе выполнения биокаталитической функции кофермент в фла-вопротеидном комплексе не может отщепляться и переходить на другой апофермент. [c.567]

Белки выполняют свою важнейшую — ферментативную функцию большей частью в комплексах с низкомолекулярными кофакторами и с простетическими группами. Последние связаны с белком валентными связями. Кофакторы, коферменты слабее связаны с апоферментом, т. е. с белком, и способны переходить от одной молекулы белка к другой. Это, впрочем, не всегда так, и отличие кофермента от простетической группы не вполне определенно. Фермент в целом, т. е. комплекс белковой части молекулы, именуемой ферментом, с коферментом, называется хо-лоферментом. Роль кофакторов в ряде случаев играют ионы металлов. [c.94]

Этим функции белка как фермента или апофермента скорее всего не исчерпываются. Все рассмотренные ме-чанизмы предполагали достаточно статичное расположение функциональных групп белка в активном центре Это не совсем верно. Взаимодействие с субстратом нередко сопровождается изменением конформации белковой молекулы, и согласно теории, выдвинутой Кошландом, направленные конформационные изменения белка являются важным фак1чэром ферментативного превращения. В отдельных случаях такие изменения зарегистрированы с помощью рентгеноструктурного анализа. Например, карбоксипептидаза А была подвергнута рентгеноструктурному анализу как в отсутствие субстрата, так и в комплексе с глицил-1/-тирозином. Полость, в которой находится активный центр, существенно сужается при связывании этого субстрата, т.е, наблюдается отчет ливый конформационный переход. Кроме того, широко дискутируется и имеет в отдельных случаях убедительные подтверждения гипотеза, согласно которой фермент фиксирует субстрат в конс юрмации, существенно более близкой по своей геометрии к активированному комплексу реакции, чем конформация субстрата, преобладающая у несвязанных молекул. Это, естественно, должно приводить к снижению активационьюго барьера реакции и способствовать существенному ускорению превращения. [c.208]

Никотинамид осуществляет биохимические функции в составе коферментов НАД и НАДФ, которые, в свою очередь, являются составной частью окис-лительно-восстановительных ферментов — дегидрогеназ. Участвуя в различных обменных процессах, они катализируют более 100 биохимических реакций окисления спиртов в альдегиды и кетоны, альдегиды и кетоны в органические кислоты, амины в имины с последующим образованием оксисоединений и др. Коферменты связаны с белками слабыми связями, и возможна диссоциация активного фермента на кофермент и апофермент. Дегидрогеназы катализируют некоторые реакции окисления углеводов и липидов. Кроме того, НАД и НАДФ являются аллостерическими эффекторами, регулирующими скорости ряда жизненно важных биохимических процессов, например цикла Кребса. [c.115]

Для обозначения отдельных компонентов таких ферментов-протеидов был введен ряд терминов. По предложению некоторых ученых, весь активный комплекс фермента получил название холофермента (или холоэнзима). Термолабильная белковая часть была названа апоферментом (апоэнзим). а термостабильной группе было присвоено название кофермент (или к о э н з и м). Другие ученые предложили термостабильную группу называть а г о н о м. а термолабильную белковую часть фермента — фероном. Однако эту терминологию следует считать менее удачной. поскольку греческое слово агон в переводе на русский язык значит действующий . а слово ферон — несущий . Таким образом, здесь могло бы создаться впечатление, что наиболее активную каталитическую роль играет термостабильная небелковая группа, между тем как в действительности каталитическую функцию несет именно белковая частъ фермента. [c.122]

Реакции (2а) и (26) должны иметь место в очень кислых я в очень щелочных растворах соответственно, если, конечно, значения р/Са координированной молекулы НгО не выходят за пределы экспериментального интервала pH. Как показано на рис. 16.13, кривая титрования для реакции цианида с 2п(II)-карбоангидразой пересекает ось абсцисс 1 моль Н+ освобождается при pH 6,0 и 0,7 моля НО- освобождается при pH 10,1. Подобное изменение кислотно-основных равновесий является функцией металла, так как при добавлении ионов СЫ- к апоферменту pH системы не смещается. Аналогичная кривая наблюдается и для случая кобальта (рис. 16.13). Эти результаты указывают на существование еще одного равновесия с рКа 8 (пунктирная кривая на рис. 16.13). Э-кспериментальная картина согласуется со схе- [c.591]

I и 3 — кривые титрования H N и HzS, приведенные в виде доли недиссодиированного ингибитора (ордината слева) 2 — теоретическая кривая титрования для группы с р (ц=8,1, приведенная в виде отношения количества диссоциировавшего Н+ в молях на моль белка (ордината справа). эстеразная активность КАВ (мкмоль гидролизованного субстрата в I мин на 1 мкмоль фермента). 4 и 5 — теоретические [по уравнению (2)] кривые дифференциального титрования для замещения Н+ н ОН- цианидом и сульфидом соответственно как функции pH 2п(И)-карбоангидраза О апофермент Со(П)-карбоангидраза-(-СМ-(макснмальное количество Н+ и ОН- освобождается лишь тогда, когда добавлено 1,5 экв цианид-аниона) 2п(П)-карбоангидраза-1-сульфид [86]. [c.592]

Диафораза. Кофермент здесь изоаллоксазинадениндинуклеотид. Но в отличие от нового желтого фермента апоферментом здесь является другой белок. Его функция—перенос водорода на цитохром (и метиленовую синь). Скорость этого переноса очень велика он способен переносить в минуту около 8 ООО пар атомов водорода, в то время как старый желтый фермент переносит всего лишь 50. [c.355]

Важная группа окислительно-восстановительных ферментов, как пра-нило, содержит простетические группы, включающие азотистые гетероциклы, которые и в >1полняют редокс-функции (окислительно-восстановительные). В случаях, когда именно небелковый компонент фермента обусловливает специфичность ферментативной активности, простетические группы называются коэнзимами или коферментами, а белковая часть — апоэнзимом или апоферментом. Кофермент определяет специфичность по типам реакций, апофермент — субстратную специфичность. Апофермент и кофермент во многих случаях удается теми или иными приемами отделить друг от друга, и часто можно осуществить обратную реакцию, воссоздавая фермент. Один и тот же кофермент с разными апо-ферментами образует серию ферментов с различным характером действия. [c.698]

Пиридоксаль, этерифицированный по спиртовому гидроксилу фосфорной кислотой, ею же привязан к специфической белковой молекуле (апофер-менту). С аминокислотой альдегидная функция образует шиффово оснО вание — азометин (белковый апофермент обозначен буквой А) [c.338]

Что касается связи пиридоксального остатка с апоферментом, то она осуществляется за счет фосфатной группы (для катализа она не нужна), водородной связи с азотом пиридинового кольца, гидрофобной связи метильной группы и электростатической связи ионизированного фенольного гидроксила. Ковалентная связь с апоферментом появляется периодически на стадии образования внутреннего шиффова основания. Переход в активном центре при pH 6,3 сопоставляется [25[ с ионизацией фенольного гидроксила. Путем избирательного воздействия на отдельные белковые группы молекулы фермента показано [30, 32, 33[, что в его активном центре расположены одна или две имидазольные группы [25], блокирование которых приводит к инактивации фермента. Резкое снижение активности наблюдается и при блокировании одной сульфгидрильной группы. Эти группы, вероятно, и принимают участие в кислотно-основных превращениях промежуточных шиффовых оснований, хотя в наиболее распространенных механизмах реакции трансаминирования [25] обсуждается лишь действие аминогруппы лизина на нескольких стадиях катализа. Это недостаточно оправдано хотя бы потому, что при pH, соответствующем реакции трансаминирования, аминогруппа является хорошим акцептором, но плохим донором протона, что немедленно затормозит реакцию на стадии депротонирования ЫНз-группы. Кроме того, по стерическим причинам мало вероятно, чтобы одна и та же аминогруппа могла служить эффективным акцептором протона к С -атому пиридоксаля — и фактическим акцептором протона от а-углеродного атома аминокислоты. Поэтому в дальнейшем приводится механизм реакции трансаминирования, следуя работе Полторака [2[, в которой рассматриваются каталитические функции всех кислотно-основных групп активного центра аспартаттрансаминазы. [c.226]

Флавинадениндинуклеотид является небелковым компонентом ряда окислительных ферментов, окрашенных в желтый цвет (желтые окислительные ферменты). Важно отметить, что флавинадениндинуклеотид осуществляет свою коферментную функцию путем присоединения к изоалло-ксазиновому компоненту водорода от подвергающихся окислению веществ (стр. 245) с последующей его отдачей кислороду. Остальная часть молекулы, особенно фосфатные группы, обеспечивают присоединение флавинаденин-динуклеотида к различным белкам — апоферментам, с образованием двухкомпонентных ферментов. [c.105]

Гем-протеиновая связь зарегистрирована с помощью метода Маэли [Maehly, 1952]. Разрыв связи осуществлялся при смешивании в делительной воронке равных объемов метил-этил-кетона и раствора препарата анионных пероксидаз при подкислении смеси 0,1 М H I до кислой реакции —pH от 2,0 до 1,5. В этих условиях опыта начинается быстрое отщепление апофермента от протогемина. Потерю ферментативной активности проверяли, определяя активность фермента до и после опыта по реакции с одним из субстратов — бензидином. После разрыва указанной связи в кислой среде пероксидазная функция фермента полностью утрачивалась. Таким образом, было получено доказательство наличия гем-протеиновой связи у исследуемых анионных изоэнзимов фермента. Потеря активности установлена как для опытных, так и контрольных пероксидаз, следовательно, мы имели дело с истинными пероксидазами, содержащими в составе молекулы геминовую группировку (см. 1.2). [c.87]

Для ТОГО, чтобы выяснить, в каком виде кофермент с язывается с апотранскетолазой в свободном или в виде комплекса с металлом, были поставлены следующие эксперименты [32]. Апофермент предварительно инкубировали с тиаминпирофосфатом, затем измеряли изменение оптической плотности при 320 нм, характеризующее (как будет показано дальше) взаимодействие с апотранскетолазой молекул тиаминпирофосфата, которые, связавшись с белком, способны выполнять катали тнческую функцию. [c.109]

Для изу 1СНПЯ функции атомов азота пиримидинового кольца кофермента были синтезированы два аналога, каждый из кот фых содер кал только один атом азота в кольце [437, 446] N-1-Пиридиновыи аналог (К//) содер жал азот в первом положении, а N-3 пиридиновыи аналог (К///) в третьем положении Лишь первый из них проявлял КОЭН имную активн сть, в то время как второй не обладал каталитическои активностью и был неспособен связываться с апоферментом [446, 448] [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология