Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Катализ сульфгидрильной группы

    Два факта заставляют думать, что упомянутые группировки действительно расположены в ферменте весьма близко. Во-первых, ароматические соединения, являющиеся конкурентными ингибиторами фермента, ингибируют также реакцию с сульфгидрильной группой, играющей существенную роль в катализе. Во-вторых, ароматические окислители (динитрофенильные соединения), обладающие незначительной реакционноспособностью в отношении обычных сульфгидрильных групп, но способные к образованию комплексов с остатками триптофана, окисляют эту сульфгидрильную группу с большой скоростью. Эти факты убедительно свидетельствуют о том, что остаток триптофана и сульфгидрильная группа расположены поблизости друг от друга и что они близки (по меньшей мере) к центру связывания тиосульфата. В настоящее время метод бифункциональных ингибиторов используется достаточно широко. Шоу [16] описал группу специфических реагентов, взаимодействующих с активными центрами химотрипсина и трипсина. Уолд [17] обобщил опыт применения бифункциональных реагентов для поперечной сшивки пептидных цепей с помощью ковалентных связей. [c.225]


    Изучение состава активного центра ряда гликозидаз показало, например, что в о. гыго-иб-гликозидазе (КФ 3.2.1.10), кишечной маль-тазе и сахаразе (КФ 3.2.1.26) каталитической группой является имидазол. В гликозидазе из 8. сеге а51ае полученные данные свидетельствуют об участии в катализе сульфгидрильной группы. Для р-гли-козидаз обнаружены каталитические группы с рК около 4, что соответствует карбоксильной группе. Гликозидазы расщепляют С—О-связь в полисахаридах. Специфичность действия гликозидаз определяется гликоновой частью молекулы субстрата. Механизм действия амилаз по данным работы [28] можно изобразить следующей схемой  [c.177]

    В 1933 г. Брдичка открыл интересный вид катализа под действием белковых молекул [330], сущность которого состоит в том, что на полярограмме кобальта при добавлении белковых веществ вслед за волной восстановления Со появляется еще одна волна, которая связана с каталитическим действием сульфгидрильных групп белка на электрохимическое выделение водорода. При восстановлении белковых соединений, содержащих сульфгидрильные группы, водород легко отщепляется [c.238]

    Как видно из рассмотрения свойств сульфгидрильных групп, они выполняют в ферментативном катализе разнообразные функции. Активность многих ферментов вызвана наличием в их активных центрах сульфгидрильных групп (дегидрогеназы, папаин, креатинкиназа и др.). Они [c.206]

    В каталитическом центре ЛДГ находятся полярные группы, участвующие в связывании кофермента и субстратов и катализе остатки Arg 109, Arg 171, Arg 101, Glu 102, Asn 140, a также существенный остаток His 195, способный играть роль до нора-акцептора Н+ в ходе реакции. Кроме того, для проявления активности фермента необходима сульфгидрильная группа, одна на субъединицу. [c.174]

    Помимо имидазола и его сопряженной кислоты, в боковых цепях аминокислот и коферментов имеется целый набор групп, таких, как карбоксильная, сульфгидрильная, аммонийная, фенольная, которые являются эффективными общекислотными и общеосновными катализаторами и которые, как известно, содержатся в активных центрах ферментов. К сожалению, общий кислотно-основной катализ — это тема, о которой проще размышлять, чем проводить четкие эксперименты. Известно всего лишь несколько ферментативных реакций, в механизме которых было доказано участие общеосновного или общекислотного катализа. Несколько больше описано реакций, для которых существуют косвенные доказательства такого катализа, и для огромного числа реакций общий кислотно-основной катализ предполагается без соответствующих доказательств, поскольку он является разумным и привлекательным путем увеличения скорости реакции. [c.142]


    Назовем некоторые группы ингибирующих веществ, имеющих широкое значение. В действии многих ферментов важную роль играют атомы тяжелых металлов эти ферменты, естественно, будут инактивировать вещества, действующие на тяжелые металлы, например H N, H2S, азид или окись углерода. Они подавляют, например, дыхание тканей, так как в цитохромоксидазной системе катализ происходит с участием атомов железа и меди. Активность множества ферментов связана с наличием в них сульфгидрильных групп, и поэтому реактивы, влияющие на эти группы, будут характерными ингибиторами. Такие вещества могут алкилировать тиоловые группы, превращать их в меркаптиды или окислять в, дисульфидные. Таковы, соответственно, галоидопроизводные уксусной кислоты, органические соединения ртути, мышьяка или вещества типа окисленного глутатиона (дисульфиды). Некоторые ферменты могут угнетаться очень небольшими количествами солей тяжелых металлов — серебра, меди, ртути, свинца. Предполагают, что атомы металлов соединяются с тио-ловыми или карбоксильными группами. Высокоспецифичными ингибиторами ряда ферментов являются вещества такого типа, как [c.64]

    Всегда, когда это возможно, необходимо попытаться восстановить активность фермента с помощью какого-либо подходящего специфического воздействия. Это единственный эффективный метод контроля, позволяющий исключить вероятность того, что утрата активности обусловлена общей денатурацией фермента. Так, ацетилирование гидроксильной группы, тирозина ацетил-имидазолом следует предпочесть иодированию бензольного кольца тирозина, поскольку замещающая ацетильная группа может быть отщеплена с помощью. реакции спонтанного гидролиза при слабощелочном значении pH. Аналогично инактивация фермента путем образования смешанного дисульфида при реакции с тиоловым соединением служит более подходящим способом доказательства участия 5Н-групп в катализе, чем реакция алкилирования сульфгидрильных групп иодацетатом или Ы-этилмалеимидом. Использование первого метода позволяет реактивировать фермент с помощью простой реакции восстановления, тогда как необратимая потеря активности в последнем случае может быть следствием либо специфического алкилирования ЗН-групп, либо вторичных конформационных изменений. Разумеется, оба типа экспериментов дополняют друг друга. [c.222]

    Сульфгидрильным группам миозина принадлежит важная роль в ферментативном катализе, а также в образовании актомиозинового комплекса. По данным аминокислотного анализа, в миозине содержится 15—17 моль SH-rpynn на каждые 200 000 г белка (молекулярную массу миозина в настоящее время считают равной 500 000 Да). В препаратах миозина методами титрования обычно определяется 10— [c.159]

    Имеющегося опытного материала, однако, еще недостаточно для того, чтобы сделать окончательное заключение в пользу той или иной схемы процесса разряда водорода, катализируемого веществами с сульфгидрильными группами . Поэтому в литературе продолжается обсуждение механизма образования каталитических волн белка, возникающих в присутствии солей кобальта (а также и никеля), и их свойств. О ряде таких новых взглядов на механизм катализа рассматриваемых систем сообщает Б. А. Кузнецов в одной из своих обзорных статей [И, с. 293]. В частности, одной из причин образования двуступенчатой волны некоторые исследователи считают существование в пленке адсорбированного белка гидрофобной и гидрофильной микрообластей, мозаично расположенных на поверхности электрода, что и обусловливает различные каталитические эффекты в неодинаковых микросредах. В пользу существования двух различных микрообластей в пленке сорбированного белка Б. А. Кузнецов и Г. П. Шумакович приводят ряд экспериментальных доказательств, на основании которых можно считать, что первая волна связана с электрохимической реакцией SH-групп, расположенных в гидрофобных областях пленки, а вторая связана с SH-группами, расположенными в гидрофильных областях пленки. Из этих данных делается также вывод о возможности определять соотношение гидрофобных и гидрофильных групп в белковых макромолекулах и относительное их расположение в глобуле, так как обычно внутренние SH-группы находятся в гидрофобном окружении, а внешние — в гидрофильном. [c.241]

    Фермент состоит из 2 субъединиц Bj (димер с молекулярной массой 160 кДа) и В2 (димер с молекулярной массой 78 кДа). В состав В] входят участки связывания рибонуклеотидных субстратов и аллостерических эффекторов. В содержит сульфгидрильные группы, являющиеся донорами электронов при восстановлении рибозного остатка. В2 - белок, содержащий железо и серу, участвует в катализе, образуя необычный свободный радикал ароматического кольца тирозинового остатка. Обе субъединицы В и Bg участвуют в образовании активных центров фермента. Восстановленный тиоре-доксин в ходе реакции НАДФН с окисленным тиоредоксином. Реакция катализируется флавопротеином тиоредоксинредуктазой. [c.435]

    Гексокиназа содержит два адсорбционных центра — для АТР и для углевода. Каталитическими группами являются имидазол гистидина и сульфгидрильная группа цистеина. В работе [10] показано, что активный центр гексокиназы, по-видимому, не содержит серина. В акте катализа каталитические группы функционируют согласованно, но для них не доказано контактное взаимодействие. Оптимум pH гексокиназной реакции 8,3—8,6 совпадает с рК 5Н-группы, которая в этих условиях в равной мере способна отдавать и принимать протон. Имидазол присутствует в форме свободного основания. [c.167]


    Образование, распад и таутомерные превращения шиффовых оснований — это типичные кислотно-основные процессы, для многих из которых перенос водорода необходим стехиометрически, т. е. не зависит от механизма реакций. Поэтому есть все основания думать, что обнаруженные в активном центре пиридоксалевых ферментов кислотно-основные группы (имидазол, сульфгидрильная группа) относятся к их каталитическим группам. Таким образом, теорией Браунштейна — Снелла фактически указан лишь объект каталитического действия — шиффовы основания аминокислот, а природу и (или) локализацию каталитических групп большинства пиридоксалевых ферментов предстоит установить. Приводимые обычно схемы пиридоксалевых ферментов отражают только химизм процесса — они устанавливают природу и последовательность появления отдельных промежуточных продуктов катализа, но не связывают их с изменением в каталитических группах фермента, т. е. не дают точного механизма реакции. В работе [2], положенной в основу дальнейшего изложения, [c.224]

    Первые результаты [58] показали, что при замене цистеина-35 на серин значение для АТР увеличивается в 4,5 раза. Аналогичная замена на глициновый остаток также приводит к понижению ферментативной активности [56]. Как известно из кристаллографических исследований, цистеин-35 образует водородную связь с рибозным кольцом АТР таким образом, неудивительно, что введение глицинового остатка приводит к снижению активности. На первый взгляд результаты, полученные с серином, кажутся странными, поскольку можно было бы ожидать, что способность гидроксила к образованию более прочной водородной связи (по сравнению с сульфгидрильной группой) приведет к усилению связывания АТР. Однако в безлигандном ферменте водородные связи образуются с молекулами воды. Разные стерические требования для сульфгидрильной и гидроксигрупп означают, что в мутантном ферменте связывание АТР приводит к замене сильной водородной связи на гораздо более слабую, откуда и следуют наблюдающиеся изменения способности к связыванию АТР и катализу [56]. [c.104]

    ЛИТЬ по образованию продуктов катализируемой им реакции. Большинство используемых ферментных меток способно за 1 мин при обычных температуре и давлении превращать в продукты 10 молекул субстрата в расчете на одну молекулу фермента. Каталитическая эффективность фермента сильно зависит от его трехмерной структуры (конформации), Пространственная структура фермента, как и любого белка, поддерживается многочисленными нековалентными взаимодействиями, такими, как гидрофобные и водородные связи, ионные контакты, а также ковалентными дисульфидными связями. Трехмерная структура фермента обеспечивает близкое соседство определенных аминокислотных остатков в положениях, наиболее выгодных для осуществления катализа. Нековалентные химические связи непрочны и легко разрушаются или ослабляются под влиянием тепловой энергии или дополнительных нековалентных взаимодействий, возникающих, например, при связывании ионов, хао-тропных агентов, детергентов, липидов и т. д. Известно, что присоединение к ферменту другой молекулы (скажем, аллосте-рического эффектора) в области, удаленной от активного центра (т. е. каталитического центра), может вызвать конформацион-ную перестройку, изменяющую пространственное расположение аминокислотных остатков в этом центре. Изменения в некова- лентных взаимодействиях, приводящие к новой, необычной конформации фермента, способны существенно повлиять на каталитическую активность. Подобная конформационная гибкость становится одной из помех при использовании фермента в качестве метки. Однако эта же гибкость полезна для разработки иммуноферментного анализа без разделения компонентов, основанного на вызываемых антителами изменениях в конформации конъюгата [лиганд — фермент]. Другое преимущество применения ферментов в качестве меток обусловлено наличием в их молекулах многочисленных функциональных групп (аминогрупп, сульфгидрильных, карбоксильных, карбамоильных, остатков тирозина), через которые можно ковалентно присоединять молекулы лигандов. [c.12]

    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]

    Сульфгидрильная группа обладает высокой реакционной способностью благодаря легкости взаимодействия свободной электронной пары серы со сравнительно слабыми электрофильными агентами. Этим объясняется многообразие химических реакций, в которые она вступает (ацилирование, алкилирование, фосфорилирование, окисление, образование меркаптидов, попумеркаиталей, водородных связей), и ее особое место среди других функциональных групп белка при образовании сложной макроструктуры ферментов и ферментативном катализе. [c.205]

    Данный механизм объясняет также более легкое протекание реакций переноса при этих ферментах, чем при химотрипсине, поскольку предполагается, что гидролиз ацил-фермента (тиолового эфира), является медленной стадией реакции, тогда как для химотрипсина медленной стадией является образование ацил-фермента. Хотя двухстадийный процесс, аналогичный представленному на схеме (88), был впервые предложен для папаина Смитом [344], он был недавно им же подвергнут критике в основном вследствие термодинамических несоответствий [431]. Вместо этого он предположил, что активной областью папаина являются сульфгидрильная группа и карбоксильный ион не в отдельности, а в их сочетапни, т. е. тиоловый эфир, обладающий более высокой свободной энергией. Трудно оценить термодинамические аргументы, вследствие малого количества имеющихся данных. Нужно лишь отметить, что любой механиз м каталитического гидролиза эфиров тиоловым эфиром чрезвычайно сложен и, вероятно, должен включать другие нуклеофильные группы, присутств ие которых в настоящее время не доказано экспериментально. На основании приведенных выше сведений и описания модельных систем представляется, что схема (88), включающая две нуклеофильные каталитические реакции, лучше всего описывает механизм катализа фицином, и, по-видимому, также катализ папаином в модифицированном виде без участия иона амл ония. [c.170]

    Чувствительность каталитического компонента аденилатциклазы к сульфгидрильным ядам [115, 123] свидетельствует о наличии необходимой для поддержания активности сульфгидрильной группы. Однако вышеперечисленные работы не дают более точных сведений о местонахождении этих функциональных групп в белке или их роли в катализе или связывании субстрата. [c.117]

    Есть ингибиторы, действующие менее избирательно. Например, гг-хлормерку-рибензоат является специфическим реагентом на сульфгидрильные группы в белках (рис. 2.20). Поэтому гг-хлормеркурибензоат ингибирует все ферменты, которые имеют 8Н-группы, участвующие в катализе. [c.88]

    Этот фермент сосюит из двух субъединиц В1 (димер с мол. массой 160 кДа) и В2 (димер с мол. массой 78 кДа). В субъединице В1 имеются участки связывания рибо-нуклеотидных субстратов и аллостерических эффекторов. Кроме того, В1 содержит сульфгидрильные группы, которые служат непосредственными донорами электронов при восстановлении рибозного остатка. В2-белок, содержащий железо и серу он участвует в катализе, образуя необычный свободный радикал ароматического кольца тирозинового остатка. Субъединицы В1 и В2 вместе участвуют в формировании активных центров фермента (рис. 22.18). [c.267]

    Для а-аминокислот, замещенных в Р- или -положении гидроксильной, сульфгидрильной или иной сильной электрофильной группой, характерна способность при катализе пиридоксальфосфатными ферментами в присутствии воды отщеплять эти функциональные группы одновременно с а-аминогруппой и с образованием а-кетокиолот. [c.366]

    Диксон разработал метод, который позволяет на основе данных по ферментативной кинетике идентифицировать функциональные группы, входящие в активный центр фермента. Если связывание субстрата или сам катализ сопровождаются диссоциацией функциональных групп белка или субстрата, то, используя кривые, характеризующие зависимость величин lg Утах, — gKм и lgvo от pH, можно приблизительно определить природу этих функциональных групп К В благоприятных случаях на графиках будут наблюдаться резкие перепады при значениях pH, соответствующих значениям рКа функциональных групп, непосредственно участвующих в ферментативном акте. Как известно, многие ферменты содержат каталитически важные сульфгидрильные и имидазольные группы, и приходится лишь сожалеть, что теплоты ионизации этих двух групп почти одинаковы. Если бы это было не так, то, используя метод Диксона, а также уравнение (4.51), можно было бы не только обнаруживать, но и различать эти два вездесущих нуклеофила. [c.248]


Смотреть страницы где упоминается термин Катализ сульфгидрильной группы: [c.172]    [c.141]    [c.103]    [c.154]    [c.248]    [c.69]    [c.269]   
Биоорганическая химия ферментативного катализа (1987) -- [ c.176 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Катализ группой



© 2025 chem21.info Реклама на сайте