Активные центры пиридоксалевых ферментов

Как пиридоксаль, так и PLP при полном отсутствии ферментов способны не только вступать в реакции переаминирования с аминокислотами, но могут и катализировать многие реакции превращений аминокислот, идентичные реакциям, катализируемым PLP-зависимыми ферментами. Таким образом, сам кофермент можно рассматривать как активный центр ферментов и исследовать его в модельных неферментативных реакциях. Ранние модельные исследования позволили сделать следующие выводы о PLP [34] [c.212]

Показано, что влияние растворителя на таутомерное равновесие оснований Шиффа пиридоксаль-5 -фосфата также может служить модельным процессом для оценки полярности растворителей, а также локальной полярности активных центров ферментов, с которыми связан пиридоксаль-5 -фосфат [32а], [c.499]

Часто К. прочно связаны с апоферментом - образуют с ним трудно диссоциирующие или недиссоциирующие комплексы либо соединены с полипептидной цепью ковалентной связью (такие К. наз. простетич. группой). В этом случае К. обычно остаются в составе фермента на всех стадиях каталитич. р-ции. Примеры таких К.-флавиновые коферменты (см. Рибофлавин) и пиридоксаль-5 -фосфат (см. Витамин fi ). Легко диссоциирующие К.-обычно К.-переносчики, действие к-рых связано с переходом от одной молекулы фермента к другой. Нек-рые К., напр. НАД (никотинамидадениидинуклеотид см. Ниацин), в зависимости от каталитич. р-ций, в к-рых они участвуют, могут функционировать как простетич. группа или покидать активный центр фермента. [c.488]

Реакции трансаминирования были изучены в системе, содержащей ПАЛФ, ионы тяжелых металлов и субстраты. Добавление слабого основания к системе, содержащей пиридоксаль и аминокислоту, полностью подавляет все реакции, кроме расщепления Са—Н-связи в такой модели происходит только транс-аминирование [45, 46]. В работе [47] были определены индивидуальные константы скорости для стадии образования альди-мина. Их значения для реакции аминокислоты (глутамата) с анионной, биполярной и катионной формами модельного соединения З-оксипиридин-4-альдегида равны соответственно — — 80,2 моль мин- А бип = 1,12-Ю" моль мин , ккач— = 2,3-10 моль- минг . Константа скорости ферментативной реакции много больще, а именно к= 10 моль минг . Теоретический расчет показывает, что скорость нуклеофильного присоединения к карбонильной группе возрастает в 10 —Ю" раз, если бимолекулярная реакция трансформируется в мономолеку-лярную с надлежащим пространственным расположением взаимодействующих групп [48]. Можно предположить, что фермент обеспечивает такую ориентацию этих групп на всех последовательных стадиях процесса и стабилизует наиболее активные в соответствующих стадиях ионные формы субстратов, коферментов и функциональных групп активного центра [49]. [c.379]

Теория Браунштейна — Снелла правильно указала роль промежуточного акцептора в пиридоксалевых ферментах и важность альдимин-кетиминной перегруппировки в процессе ферментативного превращения аминокислот. Однако она неточна в том отношении, что активацию аминокислот при образовании промежуточного кета-мина в ней объясняют главным образом свойствами самих шиффовых оснований, а не воздействием каталитических групп активного центра фермента. Иными словами, в теории Браунштейна — Снелла якорной группе пиридоксаля придаются также и функции основной каталитической группы, что уже не совсем правильно. [c.223]

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]

Многочисленные превращения аминокислот, осуществляемые пиридоксалевыми ферментами, весьма важны для биохимии, хотя они изучены значительно менее подробно, чем реакция переаминирования. Все-таки имеющиеся данные энзимологии в сочетании с аппаратом теории органических реакций позволяют сделать более или менее обоснованные предположения о механизмах превращения аминокислот. А это, в свою очередь, позволяет указать на свойства осуществляющих реакции кислотно-основных комплексов в активных центрах ферментов. Правда, конкретная природа отдельных групп в активных центрах обычно остается неизвестной. Электронные аспекты этих реакций, связанные с выявлением реакционноспособных точек объекта превращения шиффовых оснований аминокислот и пиридоксаля, подробно рассмотрены в монографии Б. и А. Пюльман [11], а ниже основное внимание уделено роли кислотно-основных групп как регуляторов направления каталитического превращения аминокислот [2]. [c.231]

Вместе с тем следует отметить, что коферменты благодаря наличию в них гетероатомов и систем я-связей являются великолепными метчиками активного центра фермента. Как указывалось выше, для коферментсодержащих белков катализируемая реакция протекает путем образования комплексов с коферментом. Следовательно, изучая подходящим методом изменения в физических параметрах присоединенного к белку кофермента, происходящие под влиянием субстрата, можно получить ценную информацию о механизме самого процесса. Этот подход успешно используется при анализе механизма действия пиридоксаль-фосфатсодержащих ферментов (трайсаминазы, декарбоксилазы глутаминовой кислоты, фосфорилазы и др.), НАД-и ФАД-зависимых ферментов (лактатдегидрогеназы, окси-дазы -аминокислот и др.). [c.11]

Для установления истинной пространственной ориентации субстрата в активном центре различных пиридоксале--вых ферментов необходимы дальнейшие исследования по стереохимии ферментативных реакций и различных фермент-субстратных комплексов соответствующих ферментов. [c.203]