Обсуждение отдельных ферментов

Подробнее детали различных биосинтетических процессов, ведущих ко многим первичным метаболитам типа аминокислот, пуринов и пиримидинов, описаны в пособиях по биохимии. Целью последующего обсуждения является прежде всего систематизация собранной в течение последней четверти столетия информации о путях биосинтеза некоторых более сложных природных молекул, таких, как стероиды, гем, хлорофилл и витамин B12, биологические функции которых частично или полностью известны. Другой целью является описание путей биосинтеза, которые природа избрала для создания колоссального изобилия вторичных метаболитов типа поликетидов, алкалоидов, фенолов, хинонов и различных микробных антибиотиков. Химики-органики приложили немало усилий для расшифровки запутанных деталей многих из этих процессов, не только выяснив отдельные стадии биосинтеза, но и определив роль ферментов в тончайших стереохимических аспектах биосинтетических реакций. В последующих главах эти и другие пути биосинтеза будут рассмотрены более детально. [c.406]

ОБСУЖДЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ [c.672]

Остальная часть этой главы посвящена обсуждению типов реакций отдельных ферментов и соответствующих экспериментальных данных. Хотя, как я надеюсь, весь материал, помещенный в главе, заслуживает интереса, порядок изучения тех или иных разделов может быть выбран читателем по своему усмотрению. Так, после изучения табл. 7-1, читатель может обратиться непосредственно к гл. 8 для краткого рассмотрения функций коферментов, а затем перейти к главам, посвященным вопросам метаболизма. В этих главах имеются перекрестные ссылки, которые вновь отсылают читателя к гл. 7 и 8 для обсуждения индивидуальных ферментов. [c.91]

Два элемента, медь и железо, обсуждению физиологической роли которых посвящена эта и последующая главы, обязаны своей исключительной ролью в метаболизме участием в построении отдельных ферментов и целых ферментных систем, связанных с окислительно-восстановительными реакциями клетки. [c.146]

Проблему механизма ферментативного действия обычно делят на две части, рассматривая отдельно специфичность и ускорение реакции. Обсуждение специфичности основывают, как правило, на теории замка и ключа , причем трудно бывает сказать больше того, что следует из предполагаемой в этой теории структурной комплементарности субстрата и активного центра фермента. Однако специфичность является даже более характерным свойством ферментов (по сравнению с другими катализаторами), чем ускорение каталитической реакции, и придется еще возвращаться к тому, что эти два свойства часто взаимозависимы и неразделимы. Это положение очевидно, если рассматривать разбавленные растворы субстратов, когда молекулы субстрата в результате специфического связывания концентрируются на активном центре фермента, чтобы мог осуществиться каталитический процесс. Связь между этими свойствами ферментативного механизма стано- [c.12]

Завершая обсуждение роли отдельных групп атомов гетероциклических оснований в специфическом взаимодействии рестриктаз с субстратом следует еще раз отметить, что обычно результаты об изменении их активности (или полном ее отсутствии) вследствие введения в основание дополнительных химических групп или при их удалении, интерпретируются как указание на близкое расположение или взаимодействие фермента с соответствующей группой во время реакции. Кроме того, для получения более достоверной картины, следует учитывать влияние модификаций субстрата на конформационные изменения ДНК, а также на превращения, которые могут быть необходимыми для прочного связывания ферментов и для катализа реакции расщепления. [c.88]

Фактором, определяющим силу взаимодействия между двумя молекулами, возможно, даже более важным, чем водородная связь или электростатическое притяжение, является гидрофобное связывание [8,84]. Молекулы или части молекул, недостаточно сольватируемые водой, разрушают сеть водородных связей, составляющую структуру растворителя. Это разрушение снижается в случае сближения таких молекул, в результате чего уменьшается общая площадь контакта неполярной поверхности с водой. Углеводороды, например, образуют отдельную вторую фазу, в то время как детергенты, обычно представляющие собой длннноце-почечные углеводороды с полярными группами с одного конца, образуют мицеллы [9]. Последние представляют собой шарообразные агрегаты молекул с заряженными концевыми группами на поверхности, сольватпрованными водой и с углеводородными цепочками внутри, в контакте только друг с другом. Маленькие неполярные участки или полости на поверхности белка также слабо сольватированы водой, однако они не контролируют состояния агрегации молекулы в целом. Эти участки могут, однако, взаимодействовать с гидрофобными молекулами или частями молекул близкого размера, соединяясь с ними, в результате чего уменьшается общая площадь контакта неполярной поверхности с водой, как это указано выше. При обсуждении трехмерной структуры химотрипсина уже рассматривался пример такого рода (см. с. 488). Вблизи активного центра этого фермента располагается образованный гидрофобными группами карман [46], размер которого позволяет связыванию в нем индольного бокового радикала остатка триптофана. Сам индол прочно связывается в этом кармане (энергия связывания 60 кДж-моль ) [88]. Селективность действия химотрипсина в отношении той или иной пептидной связи в большой степени определяется комплементарно-стью соответствующего бокового радикала аминокислоты этому гидрофобному карману. [c.505]

На протяжении всего изложенного выше обсуждения внимание читателя обращалось на инактивирование ферментов, гормонов, токсинов и вирусов путем химического их изменения. Определение тех свободных функциональных групп в аминокислотных. остатках, которые имеют важное значение для проявления биологической активности, представляет собой одну из главных целей химической модификации белков и является одним из основных достижений в этой области исследования. В каждом из разделов этой статьи, посвященных различным химическим реакциям, приводятся отдельные классические примеры. Полная сводка их имеется в последующих томах настоящего сборника. Однако необходимо еще раз подчеркнуть, что параллелизм между удалением какой-либо функциональной группы белка и потерей активности вовсе не является необходимым следствием существенной связи между ними или ее доказательством. Упоминавшееся выше инактивирование вируса табачной мозаики формальдегидом является только одним из большого числа примеров, доказывающих, что лишь небольшая часть определенных функциональных групп белка связана с его биологической активностью. Кроме того, исследование реакций этого вируса с иодом, кетеном, фенилизоцианатом, карбобензоксихлоридом, п-хлорбензоилхлори-дом, бензосульфохлоридом и динитрофторбензолом показало, что его активность обусловлена не только аминогруппами, но также некоторыми фенольными и индольными группами. Однако Найт [106] отмечает, что, несмотря на эти интенсивные исследования, ни в одном из случаев не удалось найти такую функциональную группу, которая специфически или преобладающим образом определяла бы активность указанного вируса. В самом деле, в случае таких нуклеопротеидов, как вирус табачной мозаики, ролью нуклеиновой кислоты, входящей в их состав, почти полностью пренебрегают. [c.351]

Макромолекулы, находящиеся в растворе, часто образуют ассоциаты с иизкомолекулярными веществами или с другими макромолекулами. Типичным примером ассоциации первого рода является связывание катионов с полимерными кислотами, иода с амилозой и ферментов с субстратами, ингибиторами, коферментами и активирующими ионами. Ассоциация макромолекул друг с другом охватывает больший круг явлений, например агрегацию молекул поливинилхлорида в среде некоторых растворителей, неспецифическую ассоциацию полимеров, полученных в процессах катионной и анионной полимеризаций, образование гемоглобина и ряда других биологически важных веществ из отдельных белковых субъединиц, взаимодействие антигена с антителом и спонтанное образование частиц вируса табачной мозаики из его нуклеиновой кислоты и белка. К этой категории ассоциации относится также образование ДНК из двух цепей полидезоксирибонуклеотида (обсужденное в гл. III, раздел В-2). [c.310]

Заслуживают внимания отдельные сообщения об аномально высоком уровне фенилаланина крови у гетерозигот в стрессовых ситуациях, таких как грипп с высокой температурой [1008] или беременность. Специалистами в области экогенетики было выдвинуто интересное предположение, что аспартам, подслащивающее вещество с высоким содержанием фенилаланина, может наносить вред развивающимся эмбрионам у гетерозиготных женщин. (См. обсуждение материнской гиперфенилаланинемии в разд. 9.1.) Приведенные здесь данные, касающиеся гетерозигот по ФКУ, пока нельзя считать доказанными. Обследование нескольких сотен детей с небольшим умственным отставанием и отклонениями в поведении показало наличие среди них индивидов с повышенным уровнем фенилаланина в крови [1125]. Для проверки этих данных необходимы дополнительные исследования. Если факты подтвердятся, можно будет с уверенностью сказать, что уменьшенная активность фермента у гетерозигот делает их более подверженными определенным стрессовым ситуациям этот феномен необходимо изучать. [c.54]

Предложенное Уоыгом и Хейнсом схематическое изображение реакций переноса групп с использованием обозначений X, и С особенно полезно для качественного обсуждения механизмов, проведенного в данном разделе, поскольку оно позволяет наглядно представить каждый выделенный механизм. Однако для количественного описания кинетики действия ферментов подобный подход оказывается непригодным, потому что в нем не проводится четкого разграничения между субстратами и продуктами кроме того, этот подход не позволяет обозначить концентрации реагентов простыми символами. Далее в этой главе мы вернемся поэтому к способу представления реагентов при помощи отдельных букв А, В,. .., Р, р.... В механизмах с образованием тройного комплекса и упорядоченным присоединением субстратов через А и Р обозначаются реагенты, которые связываются со свободным ферментом в механизме с неупорядоченным связыванием субстратов реагенты обозначаются произвольно в механизмах с замещением фермента принимается, что к Е присоединяются А и Р,акЕ — ВиР, хотя направление пути, связывающего Е с Е, выбирается произвольно. Эти правила можно легко обобщить на случай реакций, включающих более двух субстратов или продуктов. [c.111]

В контексте настоящего обзора отдельного обсуждения заслуживает субстратная специфичность и характер расщепления ДНК сравниваемыми типами рестриктаз — показатель, имеющий наибольшее практическое значение, если задаться целью их использовать в качестве аналитических реагентов. Рестрик-тирующие эндонуклеазы всех типов отличаются исключительно высокой субстратной специфичностью — каждая узнает последовательность нуклеотидов строго определенной длины и состава. Основное различие между ними заключается в характере расщепления субстрата. В случае рестриктаз I типа это происходит в стороне от узнаваемого участка на большом расстоянии (более 1000 пар нуклеотидов) и случайным образом (179, 269), что исключает возможность использования этих ферментов для специфического фрагментирования ДНК. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология