Протеаза

Ферменты Контроль метаболизма Протеазы (разрушают [c.259]

Итак, в активном центре сериновых протеаз функциональные участки (осуществляющие сорбцию и нуклеофильный катализ) пространственно разделены. Эту структурную особенность можно в большей [c.35]

Последние работы [87] по рентгеноструктурным исследованиям а-литпческой протеазы показали, что Asp-102 находится в сильно полярном окружении и имеет рКа = 4,5. Далее, с помощью гистидинового ауксотрофа Myxoba ter 495 [88] в состав а-литической протеазы был включен гистидин, обогащенный N. Изменение спектров N-ЯМР такой а-литической протеазы, меченной по каталитической триаде , в зависимости от pH ясно указало на существование водородной связи между NH-группой в 3-положении гистидина (N61) и соседней спрятанной карбоксильной группой аспарагиновой кислоты. [c.224]

После того как вы съели какой-нибудь белок, ферменты, называемые протеазами, разрывают пептидные связи. Происходит это в желудке и тонком кишечнике. Свободные аминокислоты переносятся током крови сначала в печень, а потом во все клетки. Там из них синтезируются новые белки, необходимые организму. Если в организм поступило белка больше, чем надо, или организму требуется сжечь белки из-за недостатка углеводов, то эти реакции аминокислот происходят в печени здесь азот из аминокислот образует мочевину, выделяемую из организма с мочой через мочевыводящую систему. Именно поэтому белковое питание дает лишнюю нагрузку на печень и почки. Оставшаяся часть молекулы аминокислоты либо перерабатывается в глюкозу и окисляется, либо превращается в жировые запасы. [c.262]

Данный простой пример приводит к интересным предположениям относительно механизмов ферментативных реакций. Происходит ли конформационное изменение субстратного тетраэдрического интермедиата пли остатка активного центра фермента Очевидно, для решения этой проблемы необходимы биоорганические модели. Такие модели, которые еще только будут созданы, дадут возможность определить механизм действия протеаз исходя из тетраэдрического интермедиата с относительно фиксированной конформацией. [c.252]

С другой стороны, эти ферменты сильно различаются по специфичности их действия. Так, сериновые протеазы а-химотрипсин и эластаза осуществляют гидролиз пептидной связи, образованной аминокислотой, содержащей в положении гидрофобную боковую группу R при этом специфичность а-химотрипсина определяется объемным гидрофобным радикалом в молекуле субстрата (типа боковой группы фенилаланина, триптофана), а для эластазы — метильной группой аланина. Механизм наблюдаемой специфичности обусловлен весьма незначительными различиями в строении активных центров этих двух ферментов. По данным рентгеноструктурного анализа, в активном центре а-химотрипсина имеется довольно вместительный гидрофобный карман , где связывается ароматическая боковая группа гидролизуемого пептида (рис. И, а ср. с рис. 9). В активном центре эластазы размеры сорбционной области, где происходит связывание метильной группы субстрата (рис. 11, б), намного меньше, чем в случае а-химотрипсина. Это вызвано тем, что вместо Gly-216 и Ser-217 см. рис. 9) в соответствующих положениях эластазной пептидной цепи расположены более объемные остатки треонина и валина [3]. [c.35]

Приложение к сериновым протеазам [c.249]

Белковые вещества входят в состав протоплазмы и часто составляют больше половины ее массы. Общее содержание белков в растениях зависит от их принадлежности к тому или иному виду (см. табл. 4). В деревьях оно меньше и колеблется от 1 до 10%. Значительно больше белковых веществ в простых водорослях (20—30%), а в некоторых бактериях их содержание достигает 80%. Молекулярная масса различных белков колеблется в широких пределах от (17500 до 6800000). Изучение белков затруднено тем, что они представляют собой сложные смеси, выделение которых из растений в неизмененном виде почти невозможно. Основной способ выяснения их строения состоит в изучении продуктов их гидролитического распада, осуществленного с помощью минеральных кислот или оснований. Белковые вещества легко гидролизуются не только в присутствии кислот и оснований, но и под действием различных ферментов (протеаз, пепсина, трипсина и др.). При их распаде образуется смесь до 30 различных аминокислот. Большинство из них относится к группе аминокарбоновых кислот, а некоторые имеют ароматический и гидроароматический характер [10, с. 90]. [c.25]

Полагают, что кислотная группа Азр-102 находится в глубине молекулы, и, видимо, ее уникальное положение относительно необычно поляризуемой системы имидазольного кольца Н1.я-57, который в незаряженном состоянии способен нести протон на любом из двух своих атомов азота, является ключом к пониманию активности этого фермента, а также и других сериновых протеаз [c.220]

Поскольку в кислой протеазе пепсине возможно возникновение ковалентной связи между группой аспарагиновой кислоты, находящейся в активном центре, и пептидным субстратом, можно предположить образование реакционноспособного ангидрида. В активном центре доступна вторая карбоксильная группа [ИЗ], поэтому, по-видимому, имеет место механизм, подобный приведенному выше. [c.243]

Важная особенность этого метода состоит в том, что добавление фермента в реакционную смесь во время образования геля сводит дезактивацию фермента к минимуму. Далее, ковалентное присоединение фермента к гелю обеспечивает а некоторой степени защиту от протеаз. Эта процедура проста и универсальна она может быть прямо использована для многих ферментных систем, а также для иммобилизации целых клеток и органелл. Наконец, гель может быть приспособлен для магнитной фильтрации, если при образовании геля использовать железосодержащую жидкость. [c.258]

Приведем здесь некоторые примеры высокомолекулярных соединений-катализаторов, в частности содержащих имидазол, которые обладают омыляющей способностью и во многом напоминают сериновые протеазы. [c.294]

В настоящее время трудно указать ферментативную реакцию, в механизме которой участие общеосновного или общекислотного катализа строго доказано. Нельзя считать законченными даже исследования столь хорошо изученных сериновых протеаз, в частности а-химотрип- [c.65]

Много попыток было сделано по созданию модели системы с эстафетной передачей заряда , которая функционирует в активном центре а-химотрипсина (а возможно, и других сериновых протеаз) [c.100]

Одним из наиболее исследованных семейств ферментов являются сери-нопротеазы. Все они предназначены для расщепления полипептидньгх цепей белков по механизму, в котором участвует боковая цепь аминокислоты серина (— Hj—ОН), находящейся в активном центре фермента. Три такие протеазы (трипсин, эластаза и химотрипсин) синтезируются в поджелудочной железе и вьщеляются ею в кишечник, где они превращают содержащиеся в пище белки в аминокислоты, способные всасываться через стенки кишечника. Благодаря возможности легко изолировать эти ферменты и их сравнительно высокой устойчивости их удалось интенсивно исследовать химическими способами еще до того, как стало возможным проведение рентгеноструктурного анализа белков. В настоящее время биохимический и рентгеноструктурный анализы позволили установить достаточно ясную картину функции этих ферментов, иллюстрирующую два аспекта действия любых ферментов каталитический механизм и специфичность к субстрату. [c.318]

Эффективность ферментативного катализа просто завораживает, особенно если удается получить кристаллографические данные о структуре и имеются достаточно полные физико-химические сведения о ферментативном механизме действия. В этом отношении наиболее изучен фермент группы сериновых протеаз— а-химотрипснн. Термин сериновая протеаза своим происхождением обязан тому, что ферменты этого класса содержат в активном центре гидроксильную группу серина, которая проявляет необычную реакционную способность к необратимому ингибитору — динзопропилфторфосфату (ДФФ). [c.219]

Как указывалось в предыдущем разделе, близкое геометрическое расположение триады А5р-Н1з-5ег в активном центре сериновых протеаз называлось системой с переносом зарядов. Эти группы находятся в гидрофобном окружении во внутренней области фермента, и атаке гидроксильной группой серииа способствует отщепление протона по механизму общеосновного катализа имидазольным кольцом остатка гистидина. Это приводит к [c.226]

При высоких pH переход ацильной группы 0->-М к имидазо-лид-аниону происходит по нуклеофильному механизму. Последующий гидролиз ацилимидазольного промежуточного производного происходит благодаря тому, что скорость гидролиза пре-выщает скорость термодинамически невыгодного перехода N- 0. Такая модель действительно имеет определенную аналогию с действием сериновых протеаз, хотя механизмы сходны лищь при нейтральных pH. Однако введение карбоксильной группы приводит к более точной аналогии системы с переносом зарядов [c.227]

Наконец, следует упомянуть, что участие соседних карбоксильных групп в гидролизе амидов также имеет значение для понимания ферментативного гидролиза амидов. Один из таких ферментов — кислая протеаза пепсин из желудочного сока механизм ее действия включает общекислотный катализ. Клюгер и Лам синтезировали фиксированные модельные соединения, чтобы изучить участие карбоновой кислоты в гидролизе амидов [112]. Они обнаружили, что аниловые производные эняо-цис-5-норборнена соответствуют критериям жесткого геометрического сближения взаимодействующих функциональных групп. [c.242]

Конечно, действие гидроксильной группы при катализе в определенной степе1ш аналогично функции остатка серина в сериновых протеазах. Поэтому были синтезированы и исследованы модельные соединения. [c.231]

Субтнлизин, сериновая протеаза бактериального происхождения, также проявляет, подобно а-химотрипсину, обращенную специфичность к D-K TI [103]. Это предполагает, что оба фермента обладают сходной специфичностью к конфигурации их субстратов. Такая общая специфичность ясно подтверждает близкую структурную аналогию первичных связывающих центров обоих ферментов, и, более того, она отражает эту аналогию. Близкая структурная аналогия объясняет, каким образом а-химотрипсин и субтилизин, имеющие абсолютно разное филогенетическое происхождение, в действительности замораживают свои субстраты в одинаковой активной конформации. [c.234]

Как уже упоминалось, существует значительная перекрестная специфичность для а-химотрипсина, папаина и субтилизииа. Результаты подобных исследований хиральной специфичности, видимо, прольют свет на новые аспекты эволюционной дивергенции протеаз млекопитающих, бактерий и животных. Кроме того, активация зимогена, как правило, — это промежуточный этап как в биосинтезе протеаз, так и в самых разнообразных биологических процессах, например коагуляция крови, комплементарные реакции, выработка гормонов, фибриполпз и т. д. Такой точный и ограниченный протеолиз ферментами с широкой первичной специфичностью также показывает решающую важность третичной структурной специфичности протеаз в их взаимодействиях с природными субстратами [107]. [c.238]

Следует отметить, что параллельно в молекулярной фармакологии существует одна из ее ключевых проблем — перекрестная специфичность различных классов рецепторов. Лекарственные препараты, обладающие структурными особенностями, необходимыми для действия на определенный рецептор, часто вызывают нежелательные побочные эффекты вследствие взаимодействия с другими сходными участками рецептора. Знание хиральной специфичности отдельного рецептора (где это возможно) помогло бы конструировать лекарственные препараты с повышенной специфичностью к данному рецептору. Можно надеяться, что систематическое изучение хиральной специфичности протеаз поможет обеспечить на более простом уровне более рациональную основу для разработки эффекторов, специфичных к определенным рецепторам, потому что ферментсубстратные взаимодействия в принципе имеют ту же природу. Преимущество протеаз состоит в том, что они менее слож 1ы и более доступны, чем другие, часто трудноуловимые рецепторы, [c.238]

Эта модель приложима к случаю гидролиза амндных связей протеазами, и было бы удивительно, если бы ферментативный гидролиз не подчинялся этим принципам. [c.252]

Делоншам любезно сообщил нам свои собственные взгляды на механизм, по которому ог-химотрипснн и другие сериновые протеазы могут гидролизовать вторичные амины при стереоэлектронном контроле (рис. 4.7). Петков и др. [119], изучая влияние уходяш,ей группы на реакционную способность анилидов ири гидролизе, катализируемом а-химотрипсином, пришли к подобному же заключению. Кроме того, теория стереоэлектронного контроля была пспользована в приложении к механизму действия рибо-пуклеазы А, нуклеазы стафилококков и лизоцима [120]. [c.256]

Аналогично и ароматические эфиры быстро гидролизуются а-циклодекстрином. В катализе участвуют, по-видимому, вторичные гидроксильные группы, но не известно, сколько и какие именно. При перемещении ацильной группы к акцепторной молекуле циклодекстрина образуется интермедиат. Эта ситуация формально аналогична механизму действия гидролитических ферментов, таких, как сериновые протеазы, и может служить в качестве модели фермента, поскольку перед началом реакции образуется комплекс с субстратом. Такое превращение молено рассматриват [c.303]

Диизопроиилфторфосфат (ДФФ. разд. 4.4)—также необратимый ингибитор активного центра, который блокирует активный остаток серина в сериновых протеазах. Легко показать, что ингибирование необратимо, поскольку после исчерпывающего диализа фермент по-прежнему неактивен. [c.449]

Напротив, субстраты, производные диазометилкетона, могут эффективно использоваться как специфичные к активному центру ингибиторы тиоловых протеаз. Например, карбобензоксифенилала-ниновый аналог реагирует стехиометрически с остатком цистеина [c.449]

Не менее поучительно сопоставление сорбционных функций а-химотрипсина и другой сериновой протеазы — трипсина. Размеры и форма субстратсвязывающего (сорбционного) участка в активных центрах обоих ферментов примерно одинаковы [3]. Единственное различие в первичной структуре полипептидных фрагментов, образующих гидрофобный карман , состоит в том, что в а-химотрипсине остаток 189 — это серин (см. рис. 9), а в трипсине в соответствующем положении находится отрицательно заряженная аспарагиновая кислота. Это приводит к тому, что в отличие от а-химотрипсина трипсин обнаруживает специфичность к гидролизу пептидных связей, образованных положительно заряженной аминокислотой (Lys, Arg). Сорбция положительно заряженного субстрата на ферменте (вблизи каталитически активного нуклеофила активного центра) происходит в данном случае за счет электростатических взаимодействий (рис. И, б). [c.35]

Остановимся более подробно на катализе сериновыми протеазами. Эти ферменты отличаются лишь некоторыми деталями построения их активных центров, в частности, механизмом сорбции боковой субстратной группы (см. рис. 11). Обш,ее же в механизме действия этих ферментов — это сорбция а-ациламидного субстратного фрагмента при образовании им водородной связи с карбонильной группой полипептидной цепи фермента 23, 25] [c.47]

Нерешен также и вопрос о ковалентном катализе. В ряде ферментативных реакций образуются промежуточные соединения с ковалентной связью между ферментом и субстратом [29, 48, 49]. В качестве примера можно указать на протеазы, где в ходе ферментативной реакции образуется ацилфермент (см. гл. IV). Трудно сказать, почему реакция не протекает прямо, а идет через образование промежуточного соединения с ферментом (или коферментом). В этом отношении Дженкс [29] указал, что именно здесь могут быть заложены важные химические закономерности ферментативного катализа, которые в настоящее время почти или вообще не поняты . Не исключено, однако, что причина простая, а именно, что в ковалентно-связанном промежуточном соединении легче, чем в сорбционном фермент-субстратном комплексе, реализуются различного рода механизмы напряжения, которые позволяют использовать свободную энергию сорбции химически инертных субстратных фрагментов на ферменте на понижение активационного барьера скоростьлимитирующей химической стадии (см. 4 этой главы). Возможно, наличие промежуточных соединений в ферментативных механизмах отражает лишь сложную картину участия в реакции большого числа функциональных групп, многие из которых вообще склонны образовывать ме-тастабильные продукты (как, например, имидазольная группа [29]). Иными словами, образование промежуточных соединений хотя и сопровождает ферментативный катализ, но, возможно, не имеет прямого отношения к наблюдаемым ускорениям. [c.66]

Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот (1990) -- [ c.144 , c.153 ]

Молекулярная биология (1990) -- [ c.144 , c.153 ]

Органическая химия Том2 (2004) -- [ c.522 ]

Основы биологической химии (1970) -- [ c.198 ]

Органическая химия (1956) -- [ c.383 ]

Жизнь зеленого растения (1983) -- [ c.65 , c.317 , c.323 ]

Биохимия человека Т.2 (1993) -- [ c.39 , c.366 ]

Биохимия человека Том 2 (1993) -- [ c.39 , c.366 ]

Жизнь микробов в экстремальных условиях (1981) -- [ c.95 , c.340 ]

Эволюция без отбора Автоэволюция формы и функции (1981) -- [ c.175 ]

Эволюция без отбора (1981) -- [ c.175 ]

Вирусология Методы (1988) -- [ c.36 ]

Что если Ламарк не прав Иммуногенетика и эволюция (2002) -- [ c.146 , c.204 ]

Регуляция цветения высших растений (1988) -- [ c.214 ]

Генетическая инженерия (2004) -- [ c.153 , c.154 , c.162 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология