Теория индуцированного соответствия

Особенности ферментативного катализа в настоящее время объясняются теорией индуцированного соответствия, основные положения которой указывают на следующие обязательные условия для действия фермента. [c.29]

Автором теории индуцированиого соответствия в ферментативном катализе яв- [c.534]

Теория индуцированного соответствия [c.515]

Теория индуцированного соответствия [108—ПО] предполагает, что подобные конформационные изменения, происходящие при связывании субстрата ферментом, могут играть важную роль в катализе. Последнее может иметь место, если конформационные изменения, индуцированные связыванием субстрата, влияют на относительную геометрию каталитических групп активного центра, подобно описанному выще случаю с карбоксипептидазой. Поскольку ясно, что каталитические группы в реагирующем фер-мент-субстратном комплексе должны находиться в оптимальных положениях, то в указанных выше случаях в нативных ферментах эти положения не оптимальны. Те же рассуждения приЛо-жимы и к геометрии связывающего центра, который в процессе связывания также должен подстраиваться для наилучшего соответствия субстрату. [c.516]

Теория индуцированного соответствия 515 [c.9]

ТЕОРИЯ ИНДУЦИРОВАННОГО СООТВЕТСТВИЯ [c.76]

Согласно теории индуцированного соответствия, выдвинутой Кош-ландом мл. [43, 44], в свободном ферменте (в отсутствие субстрата) каталитически активные группы X и X расположены так, что они не могут одновременно взаимодействовать с субстратным фрагментом Y (см. схему а на рис. 17, //). Энергетически менее предпочтительная, но каталитически активная конформация активного центра образуется лишь в фермент-субстратном комплексе (схема б). На образование ее тратится часть свободной энергии сорбции. [c.60]

Общие черты ферментативного катализа можно представить в рамках теории индуцированного соответствия, но практически нельзя однозначно рассматривать действие фермента согласно какому-то определенному механизму, например такому, как нуклеофильный катализ или кислотный катализ. В ходе ферментативного катализа имеет место сочетание кислотноосновного, частично нуклеофильного, специфического катализа с переносом заряда как правило, ферменты действуют согласно очень сложным механизмам. [c.30]

Фиг. 19. Теория индуцированного соответствия ферментативного катализа [14]. [c.58]

Появление теории индуцированного соответствия было вызвано необходимостью объяснить некоторые факты, которые не удавалось согласовать с гипотезой ключа и замка. Известно, например, что в определенных ферментативных реакциях часть субстрата переносится на спирт, но не переносится па воду. Согласно гипотезе ключа и замка, следовало бы ожидать, что в отсутствие спирта будет протекать реакция с водой, так как в активном центре почти несомненно должна присутствовать вода (из-за ее высокой концентрации в водных растворах). Поскольку в действительности реакции с водой не наблюдается, можно думать, что спирт, связываясь в активном центре, вызывает какое-то изменение геометрии этого последнего, т. е. его переход в каталитически активную конформацию. Химические данные также указывают на изменение конформации фермента при связывании субстрата. [c.200]

Теория индуцированного соответствия фермента и субстрата Кошланда и теория обратимой денатурации при ферментативном [c.175]

По теории индуцированного соответствия, выдвинутой Кошландом [9, 10], каталитические группы активного центра свободного фермента не находятся в том положении, в котором они осуш,ествляют эффективный катализ. Когда хороший субстрат связывается с ферментом, силы связывания между ферментом и субстратом используются для создания в ферменте энергетически менее предпочтительной, но каталитически активной конформации (рис. 3). Плохой субстрат будет связываться с активным центром, однако [c.229]

Теория индуцированного соответствия Кошланда предполагает участие нескольких функциональных групп (А, В, С) в ферментативном катализе и определенное расположение этих групп относительно субстрата (рис. 33). [c.220]

Другой группой подходов к проблеме ферментативного катализа являются представления об активной роли фермента в каталитическом процессе. Согласно Кошланду [102, 103], субстрат индуцирует в ферменте такие конформационные изменения, которые приводят к образованию структурного соответствия фермента и субстрата ( теория индуцированного соответствия ). Связывание субстрата и определенная ориентация перестраиваемых электронных оболочек приводит к снижению энергетического барьера реакции в фермент-субстратном комплексе. [c.102]

Теория индуцированного соответствия сыграла важную роль в некоторых областях энзимологии, однако особенно полезной оказалась она для понимания аллостерических и кооперативных явлений в белках, поскольку эта теория дает простое объяснение взаимодействий, осуществляющихся на больших расстояниях. Когда белковая молекула соединяет в себе жесткость и подвижность и таким образом обеспечивает выполнение определен- [c.178]

Для каталитической активности фермента существенное значение имеет пространственная структура, в которой жесткие участки а-спиралей чередуются с гибкими, эластичными линейными отрезками, обеспечивающими динамические изменения белковой молекулы фермента. Этим изме-неням придается больщое значение в некоторых теориях ферментативного катализа. Так, в противоположность модели Э. Фищера ключ-замок Д. Кощлендом была разработана теория индуцированного соответствия , допускающая высокую конформационную лабильность молекулы белка-фермента и гибкость и подвижность активного центра. Эта теория была основана на весьма убедительных экспериментах, сввдетельствующих о том, что субстрат индуцирует конформационные изменения молекулы фермента таким образом, что активный центр принимает необходимую для связывания субстрата пространственную ориентацию. Иными словами, фермент только в присутствии (точнее, в момент присоединения) субстрата будет находиться в активной (напряженной) Т-форме в отличие от неактивной Я-формы (рис. 4.10). На рис. 4.10 видно, что присоединение субстрата 8 к ферменту Е, вызывая соответствующие изменения конформации активного центра, в одних случаях приводит к образованию активного комплекса, в других—неактивного комплекса вследствие парущения пространственного расположения функциональных групп активного центра в промежуточном комплексе. Получены экспериментальные доказательства нового положения о том, что постулированное Д. Кощлендом индуцированное соответствие субстрата и фермента создается не обязательно изменениями [c.132]

Эта теория, называемая гипотезой шаблона , все еще может быть применима ко многим ферментам, однако Д. Кошланд [141 нашел несколько систем, которым она не соответствует, и разработал теорию индуцированного соответствия . Так, фермент 5-нуклеотидаза высвобождает фосфатную группу из адениловой кислоты и никотинампдрпбонуклеотида, в котором аденин замещен никотинамидом. В результате этого замещения происходило уменьшение ско- [c.57]

Ни для одного из ферментов пока еще не удалось выяснить пространственное расположение аминокислот, составляющих активный центр. Неизвестно даже, специфична ли трехмерная конформация аминокислот активного центра в отсутствие субстрата и если специфична, то соответствует ли она каталитически активной конформации. Были предложены две теории, касающиеся конформации активного центра фермента. В корще прошлого века Эмиль Фишер, пытаясь объяснить специфичность катализируемых ферментами реакций, высказал предположение, что фермент существует в относительно жесткой конформации, так что субстрат связывается с ним как с неким шаблоном. Очевидно, что с помощью этой гипотезы ключа и замка можно объяснить специфичность ферментов, ибо ясно, что жесткость шаблона должна обусловливать пространственные затруднения для молекул, отличающихся по своей структуре от нормального субстрата данного фермента. В противовес гипотезе Фишера Кошланд выдвинул свою теорию индуцированного соответствия (indu ed-fit theory). [c.200]

В случае если конформационно лабилен фермент, а субстрат обладает относительно жесткой структурой, схема реакции та же, что и для теории индуцированного соответствия [схема (3)]. Наиболее стабильное состояние фермента не имеет оптимального соответствия субстрату, но зато по комплементарным свойствам ближе к переходному состоянию. Чтобы возможнобыло образование комплекса с субстратом, фермент должен претерпеть энергетически неблагоприятную деформацию. Тенденция фермента возвратиться в свое начальное низкоэнергетическое состояние будет обеспечивать, движущую силу перевода субстрата в структуру, близкую к структуре переходного состояния. На рис. 5 приведена схема такого процесса. В данном случае тенденция искаженного фермента Е возвратиться в недеформиро-ванное состояние Е облегчает реакцию, растягивая связи субстрата. Так же как в случае индуцированного соответствия, наблюдаемая энергия связы- [c.232]

Специфичность ассоциации особенно наглядно проявляется при взаимодействии ферментов с их субстратами. Часто небольшие молекулы, по некоторым стереохимическим характеристикам напоминающие субстраты, действуют как ингибиторы, конкурируя с субстратами за специфические адсорбционные центры на поверхности молекулы фермента. Природа специфичности ферментов, по метафорическому выражению, аналогична соответствию ключа и замочной скважины [934]. Однако результаты последних исследований позволяют предположить, что для объяснения некоторых важных экспериментальных фактов необходима комилементар-ность двух жестких поверхностей. Природа этого явления изображена схематически на типичном примере (рис. 121). Известно, что фермент Р-амилаза оказывает каталитическое действие на гидролиз глюкозидной связи, отстоящей на два глюкозных звена от конца цени амилозы поэтому ферментативный катализ должен быть связан с механизмом, учитывающим расстояние реакционноспособной связи субстрата от конца цепи. Однако было обнаружено, что циклогексаамилоза и циклогептаамилоза, не имеющие концов цепи, являются конкурентными ингибиторами [935] и поэтому могут адсорбироваться на каталитически активном центре. Это поведение может быть объяснено теорией индуцированного соответствия действия ферментов, согласно которой активный участок фермента обладает определенной гибкостью, и поэтому он может охватывать конец цепи амилозы, приводя каталитически активные группы в соприкосновение с чувствительными связями субстрата. [c.324]

Если в теории напряжения энергия связывания субстрата с ферментом расходуется на деформацию субстрата, то в теории индуцированного соответствия эта энергия расходуется на изменение фермента [3019-3352,3406], Предполагается, что хороший субстрат эффективно изменяет конформацшо фермента в направлении энергетически невыгодной, но каталитически более активной структуры. Разные субстраты вызывают различный "конформац1 онный ответ" фермента, чем и определяется их способность к превращению. [c.364]

Все современные теории кооперативности вытекают иэ теории индуцированного соответствия, предложенной Кошландом [95—97], поскольку каждая из них включает допущение о том, что белковые молекулы не являются жесткими и могут существовать в нескольких функционально различающихся конформациях, число которых ограниченно. Поэтому целесообразно несколько отклониться от изложения основного материала и обсудить зк-спериментальные и теоретические основы гипотезы индуцированного соответствия. [c.177]

Как было показано в гл. 8, теория индуцированного соответствия хорошо объясняет некоторые явления, наблюдаемые в случае аллостерических ферментов. Эта теория была предложена ранее для объяснения субстратной специфичности для простых (неаллостерических) ферментов. Предполагается, что в отсутствие субстрата фермент структурно не комплементарен переходному состоянию. Однако, поскольку молекула фермента довольно гибкая, а субстрат имеет жесткую структуру, при образовании фермент-субстратного комплекса каталитические группы на ферменте ориентируются оптимальным для катализа образом это означает, что фермент становится комплементарным переходному состоянию только после связывания субстрата. В классическом варианте концепции деформации считается, что /См возрастает за счет той составляющей энергии связывания, которая отвечает за деформацию субстрата, а в теории индуцированного соответствия — за счет той составляющей энергии связывания, которая отвечает за деформацию фермента. [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология