Пепсин активность каталитическая

Высокая биологическая активность ферментов в первую очередь определяется характерными свойствами образующих их белков. Ферментативной активностью могут обладать как простые, так и сложные белки. Первые, как описано в предьщущей главе, состоят только из полипептидных цепей и гидролизуются до аминокислот (примерами могут служить ферменты пепсин, трипсин, уреаза и т. д.). Вторая группа ферментов представлена сложными белками, для проявления каталитической активности которых требуется присутствие веществ небелковой природы — простетических групп. Простетические группы ферментов, являющихся по химической природе сложными белками, называются кофакторами. [c.95]

Большинство химических реакций, протекающих в пищеварительной системе, в крови и в клетках человека и животных, является каталитическими реакциями. Они ускоряются ферментами. Все ферменты — белковые вещества. Так, слюна содержит фермент птиалин, который катализирует превращение крахмала в сахар. Расщепление белков в желудке катализируется ферментом пепсином. Ферменты — исключительно активные катализаторы их действие отличается высокой избирательностью. [c.142]

В некоторых ферментах, например в тех, которые катализируют гидролитическое разложение белков (пепсин в желудочном соке), активный центр не содержит инородных соединений, а представляет собой просто совокупность отдельных частей длинной цепеобразной молекулы белка, сближенных друг с другом в результате изгиба сложной цепи. Следовательно, активный центр фермента может возникнуть как результат определенной деформации белковой частицы другими словами, геометрические особенности полипептидной цепочки, из которой белки и состоят, имеют больщое значение для проявления каталитических свойств (см. III, гл. 5). [c.356]

Др. тип регуляции активности ключевых ферментов-их хим. модификация (напр., обратимое ковалентное фосфорилирование, гликозилирование). Нек-рые ферменты активны в модифицированном, а ряд ферментов - в немодифици-рованном состоянии. Хим. модификация и превращение модифицированного фермента в исходную форму катализируются разными ферментами, чаще всего аллостерич. природы, к-рые, т. обр., выступают в роли регуляторов активности ферментов. Так, катализирующая фосфорилирование белков, в т. ч. ферментов, цАМФ-зависимая протеинкиназа-тетрамерный белок, состоящий из двух типов субъединиц (полипептидов). Фермент активен лишь после связывания двух молекул циклич. аденозинмонофосфата (цАМФ) с двумя регуляторными субъединицами в результате такого связывания фермент диссоциирует на две каталитически активные субъединицы и димер, с к-рым связаны две молекулы цАМФ. Т. обр., изменение активности ферментов путем их хим. модификации дополняет аллостерич. регуляцию и составляет часть каскадного механизма регуляции. Хим. модификацию ферментов осуществляют также специфич. протеазы, катализирующие ограниченный протеолиз и тем самым инактивирующие ферменты (напр., разрушая апоформы ферментов) или, наоборот, превращающие неактивные проферменты (напр., проферменты пищеварит. протеаз-пепсина и трипсина) в каталитически активные формы. [c.219]

Примером необратимой модификации служит активация пищеварительных ферментов, действующих на пищевые белки. Так, в составе желудочного сока содержится белок пепсиноген, не обладающий каталитической активностью. В полости желудка под действием соляной кислоты от этого белка отщепляется небольшой полипептид и образуется очень активный фермент, расщепляющий в пищевых белках пептидные связи, - пепсин. (Белки, являющиеся предшественниками ферментов, называются проферментами.) [c.34]

К гидролазам, действие которых не связано с каталитической активностью гистидиновых остатков, относится также пепсин (КФ 3.4.4.1). Рентгеноструктурный анализ пепсина в настоящее время проводится в Институте кристаллографии АН СССР, однако эти работы еще не достигли стадии, дающей интересные для катализа сведения о механизме каталитического действия пепсина, и все обсуждаемые далее представления основаны на результатах химических и биохимических данных. [c.182]

ПЕПСИН, фермент класса гидролаз, катализирующий гидролиз белков и пептидов. Мол. масса П, свиньи ок. 35 тыс. (фермент выделен в кристаллич. состоянии) молекула состоит из полипептидной цепи, содержащей 327 аминокислотных остатков, и одного остатка фосфорной к-ты, образующего фосфоJфиpнyю связь с гидроксильной группой остатка серина в положении 68 (отщепление фосфатной группы ие сказывается на ферментативных св-вах пепсина). Размеры молекулы 5,5-4,5-3,2 нм она состоит из двух частей (доменов), между к-рыми находится область активного центра фермента, включающая два каталитически важных остатка аспарагиновой к-ты (в положениях 32 и 215). [c.465]

Еще в 1916 г. Дж. Нельсон и Е. Гриффин показали, что сахароза, сорбированная на угле, сохраняла свою каталитическую активность, но лишь в 1953 г. Н. Грубхофер и Д. Шлейт впервые осуществили ковалентные связывания амилазы, пепсина, РНКазы и карбоксипептидазы с нерастворимым носителем. [c.85]

Ферментами или энзимами называются биологические катализаторы, образуемые клетками животных и растений. Общими свойствами ферментов являются их высокая каталитическая активность, специфичность действия, термолабильность и коллоидальный белковый характер. По-видимому, все ферменты — белки с высоким молекулярным весом. Свыше 70 ферментов получены в кристаллическом состоянии. Молекулярный вес кристаллического пепсина 35000, кристаллической лактодегидразы из сердца 135000, дегидразы глутаминовой кислоты из печени 1000000,. алкогольдегидразы из печени лошади 73000 и т. д. [c.249]

Предшественники (зимогены) — пепсиноген, трипсиноген и химо-трипсиноген получены в чистом виде. Активация заключается в удалении небольшого пептидного фрагмента и катализируется либо активной формой самого фермента, либо энтерокиназой, другим ферментом, имеющимся в пищеварительном тракте. При превращении трипсиноге-на в трипсин с N-конца белка отщепляются гексапептид вал— (асп)4 — лиз и N-концевой аминокислотой становится изолейцин (Нейрат , 1955). Активация других зимогенов более сложна. Ранние работы Бергмаина (1937) на простейших модельных пептидах показали, что ферменты избирательно расщепляют определенно пептидные связи. Пепсин, трипсин и химотрипсин известны как эндопептидазы, так как они расщепляют пептидные связи, расположенные внутри молекулы. Пепсин расщепляет амидные связи, образованные аминогруппами фенилаланина или тирозина химотрипсин расщепляет связи, образованные карбоксильными группами этих ароматических аминокислот. Трипсин расщепляет амидные связи, образованные карбоксильными группами основных аминокислот (лиз, арг). Эти протеолитические ферменты расщепляют также эфиры аналогичной структуры. Во всех случаях затрагиваются только пептиды, образованные -аминокислотами. Предположение Михаэлиса (1913), что реакции, катализируемые ферментами, проходят через стадию образования промежуточного фермент-субстратного комплекса, были подтверждены всеми последующими работами. С большой очевидностью показано, что каталитическая активность определяется небольшим участком фермента, так называемым его активным центром. [c.697]

Растворы пепсина. Пепсин — однокомпонентный про-теолитический фермент желудочного сока — может быть получен в виде белковых кристаллов, обладаюш их весьма высокой каталитической активностью. Пепсин является альбумином, имеет глобулярные молекулы и растворим в воде. Пенсин свертывается при нагревании, осаждается крепким спиртом, солями тяжелых металлов, дубильными веш ествами. Концентрированные кислоты и щелочи разрушают пепсин. Фильтровальная бумага адсорбирует значительные количества пепсина. Свет способствует инактивации фермента. [c.183]

Интенсивное изучение биологических катализаторов дало возможность составить целостное представление об этих, по сути, наиболее важньгх структурах живой материй. В частности, было установлено, что все ферменты являются макромолекулами белковой природы. (Каталитическая активность специфичных полинуклеотидов, принимающих участие в сплайсинге РНК, является исключением, подтверждающим общее правило.) Первостепенное значение для функций ферментов имеет первичная структура, определяющая тип катализируемых реакций. Гидролиз пептидных связей трипсином или пепсином необратимо инактивирует ферменты. Для проявления каталитического действия большое значение имеет также нативность высших белковых структур (гл. 3). Обратимая денатурация является фактором подавления или восстановления ферментативной активности. Физико-химические свойства ферментов соответствуют таковым для белков, причем заряд играет существенное значение для каталитического акта. Молекулярные массы ферментов лежат в пределах от 10 до 1000 kDa и более, т. е. в большинстве случаев фермент по размерам гораздо больше, чем субстрат. [c.61]

Большой интерес вызывает вопрос о том, сохраняют ли ферменты в монослоях каталитическую активность. Имеющиеся по этому поводу данные являются противоречивыми. Каплан [179] нашел, что каталаза, нанесенная на поверхность в виде монослоя и затем сжатая в нить, сохраняет способность к каталитическому разложению перекиси водорода. Чисмэн и Шуллер [180] сомневаются, что в этих опытах пленки действительно были образованы развернутыми молекулами. Авторы нашли, что пепсиновые монослои, осажденные на бумагу путем отсасывания подложки через фильтровальную бумагу, не сохраняют активность. По данным Хаяши [181] в смешанной пленке с альбумином пепсин может катализировать гидролиз последнего. Ферментативная активность перенесенных трипсиновых пленок зависит от доли развернутых молекул в пленке [162]. [c.141]

Ферменты являются катализаторами реакций, протекающих в живой материи. В настоящее время многие ферменты выделены в виде чистых кристаллических веществ. Оказалось, что некоторые из этих кристаллических ферментов являются чистыми протеинами таковы пепсин — один из протеолитических ферментов, катализирующий гидролиз пептидной связи (— СО — ЫН —) в протеинах, и уреаза, катализирующая гидролиз мочевины. Другие ферменты содержат, помимо самого протеина, простетшескую группу, существенную для каталитической активности часто про-стетическая группа представляет собой флавин, как в различных ферментах, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, или гематин, как в каталазе или пероксидазах, катализирующих некоторые реакции перекиси водорода. Некоторые другие ферменты активны только тогда, когда, помимо субстрата, присутствует кофактор. Кофактор, подобно ферменту, принимает участие в катализируемой ферментом реакции, однако он не разрушается он может иметь простое химическое строение типа неорганического иона, и тогда его называют активатором, или же представлять сложную органическую молекулу, известную под названием кофермента. Кофакторы, по-видимому, действуют подобно простетическим группам (или части таких групп), которые легко отделимы от фермента. Хотя различие между кофакторами и про-стетическими группами в пределах фермента имеет важное значение с точки зрения биологии, оно может быть весьма искусственным, когда речь идет о механизме катализа. [c.107]

Физико-химические свойства ферментов обусловлены их белковой природой. Ферменты не диализируют сквозь полупроницаемые мембраны, способны высаливаться и дают характерные для белка цветные реакции и реакции осаждения. При выделении ферментов методами высаливания, фракцио-нировйния ацетоном и колоночной хроматографии они не теряют каталитических свойств, что позволяет выделять активные ферментные препараты для практических целей (пепсин, трипсин, амилаза, липаза и др.). [c.99]

Защита главных клеток от переваривания пепсином. Для того чтобы предшественник пепсина пепсиноген превратился в активный фермент, от его №конца должен отщепиться фрагмент, содержащий 42 аминокислотньк остатка. Процесс активации катализируется обычно самим пепсином, хотя при pH ниже 5 пепсиноген обладает слабой каталитической активностью. Кроме того, отщепляемый при активации фрагмент при pH выше 2 прочно связывается с активным центром пепсина, а при pH ниже 2-слабо. [c.776]

Каталитическая активность пепсина весьма велика так, 1 г кристаллического пепсина за 2 часа растворяет 50 кг денатурированного яичного белка. В 1 мл желудочного сока человека содержится около 1 мг пепсина. Если принять, что в сутки человек выделяет око.ло 2 л желудочного сока, то в нем содержится 2 г пепсина. Этого количества достаточно для переваривания 100 кг яичного белка в течение 2 часов. Мы видим, таким образом, что нормально в желудке может быть переварено огромное количество белков, далеко превосходяш,ее физиологические потребности человека. [c.313]

Этот главный протеолитический фермент желудочного сока встречается, по-видимому, у всех позвоночных, хотя свойства ферментов из разны х источников могут несколько различаться. Наиболее детально изучен фермент свиньи. Поскольку pH желудочного сока, как правило, близок к 1 или 2, пепсин должен обладать необычно большой устойчивостью в сильно кислых растворах. Действительно, он характеризуется изоэлектрической то 1кой <1, проявляет максимальную каталитическую активность в умеренно кислых растворах и денатурируется при значениях pH > 5. В этом смысле пепсин, возможно, уникален или, во всяком случае, резко отличается от всех других известных ферментов. [c.424]

Превращение 3. в активные ферменты происходит каталитически нод действием фер.монтов либо ионов водорода. Так, папр., трипсиноген превращается в трипсин под действием специального фермента кишечного сока энтерокиназы или самого трипсина. Пепсиноген активируется ионами водорода или самим пепсином. Поскольку превращение этих 3. катализируется теми же ферментами, к-рые в результате этого превращения образуются, то активация является аутокаталитич. процессом, скорость к-рого возрастает во времени. [c.54]

Комплексное соединение меди с триэтаноламином является довольно активным каталазным катализатором. М. М. Легасова в нашей лаборатории показала, что при связывании этого комплекса с желатином наблюдается повышение каталитической активности. При воздействии на эту модель пепсином, разрушающим белковый компонент, наблюдается снижение активности. [c.164]

ФЕРМЕНТЫ (энзимы). Регуляторы биохимических процессов белковой природы, в сотни тысяч и даже в миллионы раз ускоряющие химические процессы, протекающие в живых организглах. Подразделяются на простые и сложные (одно- и двукомпонентные). Простые Ф. состоят из белка, обладающего каталитическими свойствами. В составе сложных Ф. различают небелковую часть, называемую активной группой, или коферментом, и белковую часть. В состав активных групп двукомпонентных Ф. часто входят витамины. Б сложных Ф. ни кофермент, ни белковая часть, взятые в отдельности, не проявляют катализирующего действия, присущего Ф. в целом. Большинство химических реакций, совер шаюпщхся в организме в процессе обмена веществ, протекает с участием Ф. Всего в настоящее время известно свыше 700 Ф., многие из которых получены в кристаллическом состоянии. К Ф. относятся, например, липаза, расщепляющая жиры, пепсин — Ф. желудочного сока, протеазы, расщепляющие белки, карбогидразы, расщепляющие углеводы, окислительно-восстановительные Ф.— дегидразы, каталаза, пероксидаза. Ф. называют по субстрату, на который они действуют, с заменой окончания на -аза, например, сахароза и сахараза, или по типу биохимической реакции, которую они катализируют. [c.318]

Первые опыты подобного рода были проделаны в нашей лаборатории на двух ферментах — трипсине и альдолазе. Фрагменты этих белков с молекулярным весом 2500—3000, т. е. составлявшие не более чем 10% всей макромолекулы белка, оказались ферментативно активными. Далее Перлман показала, что ферментативная активность сохраняется в осколках пепсина, проходящих через диализациопную мембрану, а Смит обнаружил, что деградация фермента паиаина, вплоть до отщепления с помощью фермента амииопептидазы 122 аминокислотных остатков из 187 от его полипептидной цепи с К-конца, дает продукт с полной каталитической активностью. Следовательно, для осуществления акта ферментативного катализа вся макромолекула не нужна. Достаточна относительно небольшая область белка — полипептид, состоящий из 20—30 аминокислотных остатков. Важно, однако, сохранение вторичной и третичной структуры вблизи ферментативного центра. Это проявлялось весьма ярко при разрыве дисульфидного мостика в каталитически активном фрагменте трипсина. Восстановление [c.141]

Однако на примере ряда ферментов, и рибонуклеазы в частности, было показано, что не бся молекула, а лишь некоторая ее часть (активный участок) ответственна за каталитическую активность. Так, Ричардс, используя фермент субтилнэи /, расщепил молекулу рибонуклеазы по связи между звеньями 20 и 21 (пептидная связь Ala — Ser), и при этом вторичная и третичная структуры удержали молекулу как целое. Сохранились и ферментативные свойства. Но при хроматографии на кислом ионообменнике короткий пептид из 20 аминокислотных остатков отделился от остальной части. Обе части молекулы были лишены ферментативной активности, однако прн сменгении их активность вновь возникала. У отделенной больпк й части белковой молекулы еще сохранилась способность связывать обычный для рибонуклеазы субстрат ферментативной реакции, но не расщеплять его. П])и гидролизе рибонуклеазы карбоксипептидазой и отщеплении с С-коица трех аминокислот — валина, серина и аланина активность рибонуклеазы не страдает. При гидролизе пепсином разрывается четвертая связь с С-конца и отщепляется кроме валина, серина и аланина еще н аспарагиновая кислота. Тогда остаток рибонуклеазы полностью теряет активность. Подобным же образом устанавливается существенность двух остатков His в положениях 12 и 119. Сказанное имеет целью дать понятие об исследовании структуры белка как фермента. [c.703]

Прошло около 40 лет с того времени, как удалось впервые получить отдельные ферменты в высокоочищенном кристаллическом виде и выяснить их химическую природу. (Природу уреазы выяснил Самнер, 1926 пепсина — Нортроп, 1930 каталазы — Эйлер и др., 1930 желтого дыхательного фермента — Варбург, 1932.) С тех пор в чистом виде выделены десятки ферментов все они без исключения оказались либо белками, либо протеидами, в которых специфические функции выполняют в большинстве случаев именно белки. Простетическая группа (кофермент) сложных ферментов нередко сама по себе обладает слабым каталитическим действием тем не менее для проявления полной активности ферментов необходим белковый компонент (апофер-мент). [c.61]

Ферменты, находящиеся в неактивном сосгоянии, получили название проферментов или зимогенов (пепсиноген, трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидаза А и т. д.). Превращения проферментов (зимогенов) в активные ферменты осуществляется каталитически под действием либо соответствующих ферментов, либо ионов водорода. Например, пепсиноген активируется ионами водорода и самим пепсином трипсиноген — трипсином и энтерокиназой (энтеропептидазой) химотрипсиноген и прокарбоксипептидаза А — трипсином. Характерно, что некоторые проферменты активируются теми же ферментами, например пепсиноген пепсином, трипсиноген трипсином. Пепсиноген, трипсиноген, химотрипсиноген и некоторые другие получены в виде чистых кристаллических белков, установлен их химический состав. Механизм активации во всех изученных случаях заключается в разрыве некоторых пептидных цепей с отщеплением или без отщепления свободных пептидов. [c.136]

Важнейшим типом специфического активирования является образование активной формы некоторых ферментов, главным образом протеолитических, из недеятельных проферментов. Этот процесс обычно состоит в отщеплении от белковой молекулы профермента (зимогена) — полипептида, маскирующего каталитически активный участок молекулы. Расщепление проферментов в большинстве случаев производится особыми ферментами — киназами. В качестве наиболее изученных из них можно назвать энтерокиназу кишечного сока, активирующую неактивный трипсиноген, который после отщепления гексапептида переходит в активный фермент трипсин. Профермент тромбокиназа крови активирует протромбин, который переходит в активный тромбин, участвующий в свертывании крови. В других случаях проферменты расщепляются обычными протеазами хемотрипсиноген активируется трипсином. Активация пепсиногена в кислой среде происходит автокаталитически под действием образующегося пепсина. [c.244]

Аспартатные протеиназы ретровирусов сразу же после их открытия начали интенсивно исследоваться и через 2—3 года стали одними из наиболее тщательно изученных ферментов. Основное внимание было уделено аспартатной протеиназе HIV-1, о структуре и функции которой сейчас известно, пожалуй, больше, чем о таком классическом объекте, как пепсин, открытом еще в 1836 г. Последовательность HTV-l протеиназы состоит из 99 аминокислотных остатков, тогда как аспартатные протеиназы позвоночных и микроорганизмов содержат их более трехсот. В ней встречается фрагмент Asp—Thr— Gly, присутствующий в каждом домене у всех пепсиноподобных ферментов. Л. Пёрл и У. Тейлор предположили, что физиологически активная форма HIV-1 протеиназы включает две молекулы, ассоциированные посредством невалентных взаимодействий [381]. Я. Чанг и соавт. проверили это предположение экспериментально [382]. Методами генной инженерии была синтезирована полипептидная цепь из 203 аминокислотных остатков, составляющих две молекулы ШУ-1 протеиназы, С- и N-концы которых соединены пентапептидным участком Gly—Gly—Ser—Ser—Gly. Такой валентно связанный димер в физиологических условиях спонтанно принимал конформацию нативного димера и обладал идентичной с ним активностью. Этот вывод недавно нашел подтверждение в работе Т. Бхата и соавт., определивших трехмерную структуру аналогичным образом связанного димера протеиназы HIV-1 с разрешением 1,8 A [383]. При замене одного из двух каталитически важных остатков Asp-25 на Gly актив= ность пропадает. К тем же результатам привело исследование [c.85]

Наконец, следует упомянуть протеазы ретровирусов, которые, как указывалось, в димерном состоянии функционируют по типу аспартатных протеаз. Роль каталитически активного остатка у протеазы вируса иммунодефицита человека играет остаток Asp25. По-видимому, при димеризации этот остаток в каждом из протомеров занимает положение, соответствующее остаткам Asp32 и Asp215 в пепсине [134 ]. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология