Ферменты деацилирование

Полная обработка данной схемы приводит к довольно сложным выражениям для кинетических параметров кат и /Ст(каж) ферментативной реакции. Однако на практике рН-зависимость ферментативных реакций, протекающих по трехстадийному механизму, имеет более простой вид. Как правило, ряд протонированных или депротонированных состояний фермента или не обладают способностью связывать субстрат, или не вступают в реакции ацилирования или деацилирования, что приводит к упрощениям соответствующих схем рН-зависимости. Например, в реакциях гидролиза специфических субстратов, катализируемых а-химотрипсином и трипсином, схема (10.11) упрощается [c.222]

На стадии ацилирования происходит нуклеофильная атака карбонильного углерода субстрата обобщенным нуклеофилом активного центра 8ег-195... Н1з-57... Азр-102. В результате ацилирования активного центра происходит поворот остатка 8ег-195 вокруг С —Ср-связей, что сопровождается перемещением атома кислорода на- 2,5А. При этом имидазольная группа Н1з-57 перемещается в сторону растворителя [18]. В результате имидазольная группа Н13-57, будучи включенной в свободном ферменте (и, по-видимому, в комплексе Михаэлиса) в водородную связь с 8ег-195 (рис. 31), в ацилферменте предоставляет свой М атом для образования водородной связи с водой (рис. 32). В итоге активированная молекула воды приобретает способность эффективно атаковать карбонильный- углерод субстрата на стадии деацилирования. При этом образуется кислотный продукт гидролиза и регенерируется свободный фермент. Таков в общих чертах химический механизм гидролитического действия химотрипсина. [c.131]

Другой весьма специфичный тип белок-белкового взаимодействия представлен ингибированием трипсина маленьким белковым ингибитором из поджелудочной железы быка. Последний белок состоит из 58 аминокислотных остатков, образующих весьма компактную структуру, содержащую три дисульфидных связи. Вследствие такой компактности белок не очень чувствителен к протеолитической атаке. Боковой радикал Lys-15, однако, полностью экспонирован и представляет собой участок взаимодействия с трипсином, а также его ингибирования. Обычный каталитический механизм действия сериновых протеиназ , представителем которых является трипсин, предполагает образование нековалентного комплекса, за которым следует ацилирование Ser-195 фермента карбонильной группой лизина или аргинина и высвобождение первого продукта реакции. Завершает процесс деацилирование ацилфермента. [c.563]

Ферменты, подобные химотрипсину, содержащие серин в АЦ и катализирующие реакции гидролиза, называют сериновыми гидролазами. Они сходны как по строению активных центров, так и по механизму их действия. В реакции обязательно участвует вода, а сама реакция, как правило, протекает в две стадии ацилирования и деацилирования. Другая особенность действия химотрипсина - наличие системы переноса заряда в его активном центре, что позволяет отнести механизм действия химотрипсина к кислотно-основному катализу. [c.32]

Рис. 106. Определение значения рКа ионогенной группы активного центра фермента из кривой рН-зависимости деацилирования транс-циннамоил-химотрипсина

При изучении термодинамики гидролиза ацил-химотрип-синов, образующихся при реакции метиловых эфиров Н-ацетил-Ь-аминокислот с а-химотрипсином [9], были получены активационные параметры, приведенные в табл. 10. Найти изокинетическую температуру для реакции деацилирования фермента. [c.255]

Роль фермента в облегчении протекания реакции лучше видна на восьмистадийной диаграмме, изображенной на рис. 21-18. Первые четыре стадии соответствуют ацилированию фермента, которое описывается уравнением (21-2), а последние четыре-деацилированию, согласно уравнению (21-3). Помимо важного радикала серина в активном центре серинопро-теазы также имеются радикалы гистидина и аспарагиновой кислоты, которые принимают непосредственное участие в каталитическом механизме. До взаимодействия с цепью субстрата серии связан водородной связью с гистидином, который другой стороной своего пятичленного кольца связан водородной связью с аспарагиновой кислотой (стадия 1). На стадии [c.320]

Рассмотрим прежде всего молекулы ферментов, осуществляющих катализ в организме. Эта тема будет подробно обсуждаться в гл. 3, а сейчас лишь отметим, что ферменты представляют собой высокомолекулярные вещества, являющиеся сополимерами аминокислот. Например, фермент химотрипсин — сополимер 245 аминокислот, причем эти аминокислоты соединены в строгой последовательности и нарушения упорядоченности не наблюдаются. Между тем хорошо известно, что любой синтетический полимер с такой же степенью полимеризации будет обладать довольно широким распределением по составу. Кроме этого, синтетические полимеры обычно построены из структурных единиц (мономеров) одного типа или в лучшем случае из двух чередующихся типов мономеров. Возвращаясь к химотрипсину, следует особо отметить, что его каталитическое действие обеспечивается четкой последовательностью 245 входящих в него аминокислот. Именно заданный порядок соединения аминокислот позволяет молекуле химотрипсина принимать пространственную конфигурацию, которая необходима для соответствующего расположения реагирующих групп, входящих в состав этого фермента. Упорядоченность обеспечивает совместность действия химически активных групп. Рассмотрим, например, процесс деацилирования, осуществляемый с участием химотрипсина. [c.10]

Однако существуют веские свидетельства в пользу того, что для проявления каталитической активности необходима имидазольная группа остатка гистидина в активном центре фермента. Зависимость от pH максимальных скоростей как стадии ацилирования, так и деацилирования показывает, что активность фермента пропорциональна доле основной формы группы с рК 7, что лежит в области рК, ожидаемой для имидазольной группы. Одно это не может служить строгим доказательством, что имидазольная группа включается в активный центр это значение рК может отражать 1) ионизацию некоторой другой ионогенной группы, величина рК которой искажена белком 2) имидазольную группу, протонизация которой вызывает образование каталитически неактивной конформации фермента 3) изменение скорость определяющей стадии, а не ионизацию какой-либо группы. Более строгое свидетельство, что имидазольная группа участвует в катализе, следует из факта, что фермент необратимо инактивируется при алкилировании имидазольной группы аналогом субстрата хлоркетоном VIH. [c.177]

Из уравнения (10.13) видно, что рН-зависимость скорости ферментативной реакции, протекающей по трехстадийной схеме, в общем случае будет различной в зависимости от соотношения констант скоростей стадий ацилирования и деацилирования (йа/ з). С другой стороны, рН-зависимость константы скорости второго порядка кат/-/(т(каж), кнк И ДЛЯ двухстадийной схемы (10.1), определяется только константами диссоциации ионогенных групп активного центра свободного фермента Ка и Кь), контролирующих дальнейшее превращение фермент-субстратного комплекса. [c.223]

Вторая половина процесса — это деацилирование. Аминная часть субстрата удаляется и ее место в активном центре занимает молекула воды. В принципе деацилирование есть процесс, обратный ацнлированию, при котором Н О замещает аминную компоненту 185]. Вначале зарядно-релейная система отрывает протон от воды, образующийся ион 0Н одновременно атакует карбонильный атом ацильной группы, присоединенной к 5ег-195. Образуется неустойчивый тетраэдрический аддукт, в котором Н1з-57 подает протон атому кислорода остатка 5ег-195, что приводит к освобождению кислотного компонента субстрата, который удаляется диффузией. Теперь фермент готов для следующего каталитического цикла. [c.275]

Соединения, подвергнувшиеся однократному деацилированию с отщеплением только одного остатка жирной кислоты, называют лизофосфатидиловыми эфирами. Фосфолипазы А1 и А2 вызывают удаление одной ацнльной группы с образовяннем лизофосфатиди-лового эфира. Препарат фосфолипазы В содержит оба эти фермента. Под действием фосфолипазы С из фосфоглицерида образуется диацилглицерин и эфир фосфорной кислоты, а под действием фосфолипазы О — фосфатидная кислота и соответствующий спирт. [c.76]

Механизм действия сульфгидрильных протеаз — папаина, фпцина и бромелаина — принципиально аналогичен изображенному на рис. 6.3. В роли акцептора ацильной группы здесь выступает сульфгидрильная группа входящего в состав активного центра остатка цистеина. Об этом свидетельствуют данные, полученные при изучении действия химических ингибиторов и рН-зависимости каталитической реакции (группа с р/Са 8,4 появляется на стадии ацилирования, а не на стадии деацилирования), а также тот факт, что методами спектроскопии в ацил-ферменте была обнаружена сложная тиоэфирная связь. При замене воды на оксид дейтерия катализируемые папаином реакции проявляют значительный кинетический изотопный эффект следовательно, лимитирующей стадией является перенос протона. О химической природе группы, выступающей в роли общего основного катализатора, мы уже говорили выше. Поскольку сложные тиоэфиры легче взаимодействуют с аминами, чем с кислородными сложными эфирами, папаин является лучшим катализатором реакции транспептидации по сравнению с химотрип-сином. [c.146]

Как уже отмечалось выше, внутримолекулярный катализ отражает многие особенности ферментативного катализа. Поэтому неудивительно, что исследователи часто пытались строить модели ферментативных каталитических систем с использованием внутримолекулярных катализаторов. Одна из таких моделей — деацилирование ацилхимотрипсина — приведена в разд. 10.1.4. Другим примером служат модели зависимых от витамина В12 ферментов. С их помощью моделируется ферментативная активация связей углерод—водород, идущая в присутствии кофермента В12 [23]. При этом не следует забывать, что в [c.270]

Стадию расщепления пептидной связи называют также стадией ацилирования, поскольку активный центр фермента оказывается блокированным ацильной группой субстрата. Следую- Щая стадия — стадия деацилирования — осуществляется в при- сутствии молекулы воды, которая занимает место ушедшего аминного продукта. [c.347]

Примером может служить производство полусинтетических пенициллинов. Они являются производными 6-аминопенициллановой кислоты, деаци-лированной формы бензилпенициллина. В настоящее время известно много технологических процессов, в которых используется иммобилизованная пени-циллинамидаза, осуществляющая это деацилирование. Полусинтетические пенициллины получают в реакторах периодического действия, иммобилизацию фермента проводят на триацетате целлюлозы. [c.91]

Схема каталитического процесса приведена на рисунке 101. Ключевым элементом является перенос протона от Ser-195 к His-57. Одновременно происходит атака атомом кислорода серина карбонильного атома углерода субстрата с образованием сначала промежуточного тетраэдрического соединения (1), а затем ацилфер-мента (2). На следующей стадии происходит деацилирование. Молекула воды занимает в активном центре место ушедшего аминного продукта (3). Протон от молекулы воды поступает в систему переноса заряда, а ион ОН одновременно атакует карбонильный атом углерода ацильной группы ацилфермеита. Как и на стадии ацилирования, образуется промежуточное тетраэдрическое соединение (4). Затем His-57 поставляет протон атому кислорода Ser-195, в результате чего освобождается ацильный продукт ои диффундирует в раствор, а фермент возвращается в исходное состояние. [c.199]

Иммобилизация позволяет изучать ферменты в условиях, которые обычно приводят к нх агрегации. Иммобилизация химотрипсина на стекле позволила Танизава и Бендеру [49] исследовать влияние апротонных дшюлярных органических растворителей на кинетику катализируемого химотрипсином гидролиза в условиях, приводящих к агрегации свободного химотрипсина. В ходе этого исследования было найдено, что кажущиеся константа Михаэлиса Кт(каж) и константа скорости деацилирования з(каж) существенно зависят от концентрации органического растворителя. [c.437]

Во МНОГИХ ферментативных реакциях имеются стадии, характеризующиеся такими величинами А5, которые значительно превышают величины, ожидаемые на основе представлений об электростатических взаимодействиях или простых эффектах отбора . Так, например, А5 деацилирования ацетил-а-химотрипсина составляет примерно —36 э. е. [22]. Можно представить себе несколько возможных причин этого явления, но экспериментальное исследование каждой из них в отдельности пока неосуществимо. Одна из возможностей состоит в том, что молекула фермента претерпевает ка-кое-то конформационное изменение [23]. Такой эффект предусматривается в гипотезе принудительного контакта Кошланда [24], согласно которой конформационные изменения, возникающие в молекуле фермента при образовании комплекса с субстратом, обеспечивают необходимое расположение каталитических групп. Как отмечают Бендер и сотр. [22], принудительный контакт должен привести к существенному повышению энтропии активации, величину которого нельзя предсказать на основе структуры субстратов. Возможно, дальнейшие более точные измерения энтропии активации позволят оценить роль этого эффекта по сравнению с другими эффектами, обсуждаемыми ниже. В этой же связи следует упомянуть, что. согласно предположению Хаммеса [25], изменения третичной структуры фермента при ком-плексообразовании дают вклад в каталитический эффект за счет того, что освобождающаяся при это.м энергия частично компенсирует энергию активации, необходимую для взаимодействия субстратов. [c.111]

Бендер и Кежди [22] использовали представления, развитые в этой главе, для анализа каталитического действия химотрипсина. Для этой реакции не обнаружено ни влияния ионной силы или диэлектрической проницаемости, ни признаков электрофильного катализа, однако многие другие факторы катализа, несомненно, действуют. Проанализировав известные экспериментальные факты относительно каталитического действия а-хи-мотрипсина, Бендер и Кежди пришли к выводу, что оно основано на согласованном механизме (фиг. 16), заключающемся в протонировании и депротонировании имидазола и одновременно в нуклеофильной атаке гидроксильной группы серина с образованием ацилированного фермента [30]. Подобная же последовательность процессов была лостулирована для взаимодействия ацил-фермента с водой как нуклеофильным реагентом, в результате чего происходит деацилирование фермента. Исходя из аналогии с литературными данными из области физической огранической химии, эти исследователи попытались объяснить найденные порядки величин скорости деацилирования (лимитирующей стадии реакции) [c.114]

Тщательное исследование рН-функций оказалось весьма ценным при изучении механизма действия гидролаз. Возможность изолировать индивидуальные кинетические стадии с помощью методов остановленного потока, стационарной кинетики и релаксационной техники позволила получить вполне четкие результаты. Наиболее определенные данные при использовании некоторых субстратов были получены для трипсина и химотрипсина [2,3]. Именно с помощью такого подхода впервые было уста-йовлено участие остатков гистидина в механизме действия химотрипсина на стадиях ацилирования и деацилирования. Некоторые данные стационарной кинетики привели к полезным выводам о механизме действия негидролитических ферментов. Можно думать, что этот метод анализа механизмов ферментативных реакций будет быстро развиваться. Группа Альберти [4] провела очень тщательное измерение величин р/С и энтальпии ионизации связывающих группировок фумаразы. Данные о [c.217]

В реакциях гидролиза этиловых, метиловых и л-нитрофенило-вых эфиров карбоновых и аминокислот лимитирующей является стадия деацилирования, так что при насыщении субстратом практически весь фермент находится в ацилферментной форме. Уравнение стационарной скорости в этом случае отражает процесс гидролиза ацилфермента (см. уравнение (4.40)). Скорость процесса деацилирования зависит от pH. Эта зависимость отражает участие в механизме катализа имидазольной группы гистидина-57, входящего в активный центр фермента [c.87]

Недавно Кейн и Ветлауфер показали, что скорости деацилирования серии ацилхимотрипсинов СНз(СН2) СО — Enz также увеличиваются с увеличением длины цепи ацильной группы. Уменьшение на 1,6 ккал/моль (6,7 10 Дж/моль) свободной энергии активации при переходе от двух-к шестиуглеродным соединениям является следствием увеличения на 10,1 ккал/ моль (42,4-10 Дж/моль) энтальпии активации и уменьшения на 11,7 ккал/ моль (49,1-10 Дж/моль) энтропийного члена активационного барьера [20]. Эти величины слишком большие, чтобы их можно было объяснить каким-либо процессом, не включающим изменений в конформации фермента возможно, они связаны с изменениями в структуре растворителя, которые вызывают взаихмокомпенсирующие изменения в энтальпии и энтропии. Уменьшение свободной энергии активации для субстратов с более длинной углеводородной цепью можно объяснить либо индуцированным соответствием каталитических групп, либо механизмом напряжения. Значительно большие различия между [c.234]

Конфигурация гликозидных связей в моно- и дигалактозилдиглице-ридах установлена с помощью гидролиза специфичными ферментами (а- и i -гликозидазы). Конфигурация глицеридной части их молекулы определена на основании сопоставления оптических свойств продуктов их щелочного деацилирования с соответствующими синтетическими соединениями. [c.259]

В предыдущих со.общениях из нашей лаборатории было высказано предположение, что взаимодействие ацильной группы ацилхимотрипсина с гидрофобной полостью в активном центре фермента вносит определенный вклад в параметры кинетического эффекта высаливания в реакции деацилирования это приво- [c.57]

Смотреть страницы где упоминается термин Ферменты деацилирование: [c.214] [c.160] [c.161] [c.243] [c.261] [c.144] [c.227] [c.185] [c.206] [c.194] [c.251] [c.268] [c.276] [c.281] [c.204] [c.84] [c.47] [c.48] [c.50] [c.50] [c.179] [c.235] [c.347] [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология