Химотрипсин производные

Рис. 115. Определение изокинетической температуры для гидролиза ряда ацил-химотрипсинов, производных Ы-ацетил-Ь-аминокислот

Гидролиз эфиров -фенилпропионовой кислоты и ее производных а-химотрипсином и субтилизином [25] [c.48]

Попытка обобщить данный материал сделана в настоящей книге, которая представляет собой логическое продолжение первой части, опубликованной ранее отдельным томом и посвященной анализу специфичности и кинетических аспектов действия ферментов на относительно простые субстраты, такие как алифатические и ароматические спирты и альдегиды, производные карбоновых кислот, замещенные аминокислоты и их производные (не выше ди- или три-пептидов). Главное внимание в первой части книги уделялось характеру фермент-субстрат ных взаимодействий на достаточно ограниченных участках активного центра и кинетическим проявлениям этих взаимодействий. В основе первой части книги лежит экспериментальный материал, полученный при изучении специфичности, кинетики и механизмов действия цинк- и кобальткарбоксипеп-тидазы, химотрипсина и трипсина из поджелудочной железы быка, алкогольде-гидрогепаз нз печени человека и лошади и пенициллинамидазы бактериального происхождения. Итогом первой части книги явились обобщение и формулировка кинетико-термодинамических принципов субстратной специфичности ферментативного катализа. [c.4]

Глобула химотрипсина содержит лишь один комплексующий центр, способный быстро и обратимо сорбировать углеводородные молекулы, — это активный центр фермента [73]. Гипотеза о существовании гидрофобной области в активном центре химотрипсина была выдвинута в начале 60-х годов на основании исследования ингибирующих свойств большого числа производных бензола, нафталина и других ароматических соединений [74—76]. Эта гипотеза находит подтверждение в том, что связывание с активным центром некоторых конкурентных ингибиторов, содержащих хромофорные группы, приводит к сдвигу их спектра в длиннойолновую область [77—79]. Анализируя величину спектрального сдвига, Кэллос и Эвейтис [80] пришли к выводу, что активный центр фермента по величине диэлектрической постоян- [c.138]

Рис. 12.3. Зависимость от pH при низкой ионной силе (Г/2 = 0,001) активности химотрипсина (1), полианионного производного химотрипсина на сополимере этилена с малеиновой кислотой (2) и поликатионного производного химотрипсина с поли-Ь-орнитином (3), определенной по гидролизу этилового эфира М-ацетил-Ь-тирозина [17].

Расщепление рацематов А. на оптич. антиподы производят путем кристаллизации солей их ацильных производных с оптически активными основаниями или солей эфиров А. с оптически активными к-тами. Часто используют селективный ферментативный гидролиз ацилами-нокислот с помощью ацилаз или гидролиз эфиров А. ферментами, напр. папаином или химотрипсином, к-рые избирательно атакуют производные Ь-А. Перспективно расщепление рацематов А. с помощью диссимметрических ионообменных смол. [c.51]

Благодаря сочетанию рентгеноструктурных и химических исследований бьша выяснена детальная топография активного центра химотрипсина, состоящего из трех полипептидных цепей, соединенных друг с другом дисульфидными связями остатков цистина (дополнение 9-4, Б). Химические исследования показали, что при инактивации химотрипсина диизопропилфторфосфатом образуется ковалентное производное остатка серина в положении 195 полипептидной цепи отсюда следует, что этот остаток входит в состав активного центра. По данным других химических исследований, остаток гистидина в положении 57 и остаток аспарагиновой кислоты в положении 102 также участвуют в каталитическом процессе. Хотя эти остатки занимают в полипеп-тидном остове положения, находящиеся далеко друг от друга, и даже в разных полипептидных цепях, данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют [c.256]

Специфический вклад, который в понижение свободной энергии активации вносит сорбция на ферменте а-ациламидной группы субстрата, можно оценить также и по другому, если сравнить реакционные способности по отношению к химотрипсину для производного а-М-аце-тилфенилаланина [c.136]

Ферментативное действие химотрипсина, как и других панкреатических протеаз (трипсина, эластазы), соответствует механизму общего кислотноосновного катализа, в котором принимают участие в качестве системы переноса заряда остатки аминокислот №5 , Авр и 8ег . Передача электронной плотности от заряженной при pH 8 отрицательно карбоксильной группы аспарагиновой кислоты через имидазольное кольцо гистидина к кислороду боковой цепи серина обусловливает повышение его иуклеофиль-ности настолько, что может осуществляться нуклеофильное воздействие на карбонильный углеродный атом пептидной связи. На промежуточно образующемся О-ацильном производном серина перенос заряда, обрывается, ио на последующей стадии деацилирования снова немедленно восстанавливается. Гидролитическое расщепление пептидной связи может быть рассмотрено как перенос ацила, при котором осуществляется перемещение ациль-иого остатка с аминогруппы на молекулу воды (рис. 3-31). [c.408]

Рис. 12.5. Влияние pH на стабильность анионных и катионных ЭМА-гидразид-производных химотрипсина (а), трипсина (б) и субтилизина Ново (б) [16].

Расщепление полипептидной цепи на фрагменты проводят обычно при помощи протеолитических ферментов, таких, как трипсин, химотрипсин или пепсин. Эти ферменты действуют на различные участки полипептидной цепи, так как имеют повышенное сродство к различным аминокислотным остаткам. Необходимо учитывать также соседние аминокислотные остатки, т. е. пространственное окружение атакуемой пептидной связи. Оказалось, что трипсин гидролизует только те пептидные связи, в образовании которых участвует карбоксильная группа лизина или аргинина, а химотрипсин гидролизует связи по фенилаланину, триптофану и тирозину Обычно протеолитические ферменты, гидролизующие полипептидные цепи, предварительно иммобилизуют на нерастворимых матрицах для более легкого отделения их от продуктов гидролиза. Далее определяют аминокислотные последовательности каждого полипептидного фрагмента. Для этого чаще всего используют метод Эдмана, заключающийся в анализе полипептида только с Ж-конца. Концевая аминокислота при взаимодействии с фенилизотиоцианатом в щелочной среде образует стойкое соединение, которое можно отщепить от полипептида без его деградации. Фенилтиогидантоиновое (ФТГ) производное аминокислоты идентифицируется хроматографическим методом. После идентификации концевого Ж-амино-кислотного остатка метка вводится в следующий аминокислотный остаток, [c.41]

Рис. 12.7. Необратимая денатурация производных химотрипсина в 6 М мочевине, 0,1 М фосфатном буфере (pH 8) при 25 °С [45].

В последнее время появились экспериментальные возможности выделения и изучения некоторых промежуточных продуктов ферментативных реакций, например ацильных производных ферментов гидролиза сложных эфиров (трипсин, химотрипсин и пр.) и некоторых других. Однако в области исследования фермент-субстратных комплексов кинетический метод пока, пожалуй, единственно реальный. [c.50]

Внутренняя реакционная способность ферментного нуклеофила, действующего в комплексе химотрипсина с высокоспецифическим субстратом (производным -фенилаланина), весьма близка к реакционной способности алкоксильного иона -ацетилсеринамида. Это означает, что в комплексе химотрипсина со специфическим субстратом (т. е. в исходном состоянии стадии ацилирования) протон ОН-группы 8ег-195 полностью смещен к имидазолу Н1з-57. В отличие от этого в свободном ферменте цепь переноса заряда , по-видимому, не полностью собрана, поскольку здесь внутренняя реакционная способность ферментного нуклеофила значительно меньше, примерно на 3 порядка (сравни значения к и п.ез, приведенные в табл. 29), чем в фермент-субстратном комплексе. [c.163]

Асимметричный гидролиз. В этом случае осуществляется стереоспецифический гидролиз производных аминокислот, в результате которого образуется лишь один энантиомер. Эфиры Ь-аминокислот гидролизуют протеолитическими ферментами например, химотрипсином) нужный продукт и не вступающие в реакцию О-эфиры разделяют по растворимости. [c.170]

Константы равновесия при образовании комплекса с активным центром химотрипсина производных Ы-ацетил-1-тирозина H0 aH4 H2 H(NH 0 Hз) (0)X [c.133]

Как видно из уравнения (4.50), характеристика реакционной способности нуклеофила, действующего в фермент-субстратном комплексе, зависит от природы сорбированного субстрата. В табл. 29 приведено значение/гц,Ез для.реакции ацилирования химотрипсина одним из наиболее специфических субстратов, производным фенилаланина. Интересно сравнить это значение с реакционной способностью алкоксильных ионов, поскольку головная группа ферментного нуклеофила — это алифатический гидроксил остатка 5ег-195, протон которого взаимодействует с имидазольной группой Н1з-57. Значение константы скорости реакции метилового эфира М-ацетил-1-фенилаланина с алкоксиль-ным ионом М-ацетилсеринамида [c.163]

Активационные параметры гидролиза ацил-химотрипсинов, производных N-aueTHfl-L-aMHHOKH flOT. Условия опыта pH 8,0 ионная сила 0,1 М (КС1) 5% диметилсульфоксида [c.256]

Немногочисленные данные по гидролизу химотрипсином производных коричной кислоты показывают, что это действительно наблюдается на стадии деацилиро-вания, но не наблюдается при ацилировании фермента (табл.45). [c.181]

Можно теперь представить, как возникает хиральная спец фичность химотрипсина (62а). Если R прочно связывается в гл дрофобном участке pi, а ациламиногруппа располагается в цен тре специфичности рг, то положения остающихся заместителей Н и OR фиксируются. Производные -аминокислот связываютсй в реакционноспособной конфигурации, показанной на (62а), но в случае производных /)-аминокислот группы И и OR меняются местами, в силу чего карбонильная группа субстрата более не на ходится в контакте с нуклеофильными группами активного цен тра. Производные u-аминокислот могут связываться ферментом — [c.513]

Этот фермент [46] катализирует гидролиз пептидных амидных связей, особенно включающих такие аминокислотные остатки, как фенилаланин и триптофан, т. е. содержащих ароматические боковые группировки. Эта особенность химотрипсина связана с тем, что он содержит центр связывания, специфичный к таким группировкам (см. разд. 24.1.3.3). Фермент обладает довольно широкой специфичностью и может также катализировать гидролиз амидных и сложноэфирных связей многих более простых соединений, включая производные /У-толуол-и-сульфонилфенилаланина (Л -тозилфе-нилаланина). Реакция схематично представлена структурой (26) ароматический остаток связывается таким образом, что карбонильная группа амида располагается вблизи каталитической группы (или групп) активного центра. [c.482]

Реализация указанного подхода требует длительного времени, однако он весьма ценен, так как дает информацию о связывании субстрата в условиях нормального функционирования фермента. Этот подход все же не может дать детальных сведений о взаимодействии групп, участвующих в связывании, подобных тем, какие стали доступными в последние годы благодаря рентгеноструктурным данным. Рентгеноструктурные исследования обычно неприменимы к фермент-субстратным комплексам, поскольку времена жизни последних слишком малы, и должны поэтому проводиться на неработающих ферментах. Однако рентгеноструктурные данные, полученные для комплексов ферментов с ингибиторами или плохими субстратами, дали большой объем информации о деталях связывания малых и больших молекул ферментами, который в удачных случаях можно безусловно перенести на связывание субстрата. Структура комплексов химотрипсина с Л -формилтриптофаном и Л -формилфенилаланином (60) и (61) (Х = ОН, продукты гидролиза специфических субстратов) почти наверняка близка к соответствующим фермент-субстратным комплексам (60), (61) (X —NHR), так как фермент катализирует обмен 0 с карбоксильной группы Л -ацильных производных этих соединений в растворитель — воду [99]. [c.512]

Все данные, обсуждавшиеся в этом и предыдущем разделах, с очевидностью показывают, что процессы связывания и катализа взаимозависимы сложным образом. Например, утверждение, что наилучщими субстратами являются наиболее прочно связывающиеся соединения, неверно. Трисахарид очень хорошо связывается лизоцимом, производные D-аминокислот — химотрипсином, однако оба они субстратами не являются первый из них связывается не в том месте, а вторые — не в той ориентации. Более того, индуцируемое при связывании напряжение в молекуле субстрата может повышать скорость каталитической реакции, понижая в то же время эффективность связывания. Приводились данные такого рода в поддержку предположения, что каталитическая эффективность фермента, по крайней мере частично, зависит от его способности связывать субстрат в переходном состоянии более прочно, чем в основном состоянии [145]. Последнее может иметь место из-за невыгодных взаимодействий между ферментом и субстратом в основном состоянии, снимающихся, как в случае лизоцима, в переходном состоянии. Другой причиной этого явления может быть действительное хорошее положительное связывание переходного состояния. Только последняя ситуация непременно приводит к более эффективному катализу [140], хотя при правильных условиях обе приводят к одинаковому результату. [c.532]

Ковалентные комплексы чрезвычайно важны с точки зрения химии, но с точки зрения энзимологии они не столь интересны. Наиболее ферментоподобными являются нековалентные комплексы, как, например, комплексы, образуемые циклоамилозой. Пиклоамилозы и их производные прекрасно моделируют такие ферменты, как химотрипсин, рибонуклеазу, трансаминазу [27] и карбоангидразу [28]. Высокие каталитические свойства проявляют полимерные комплексы. Показано, что скорости реакций в обращенных мицеллах приближаются к ферментативным [25]. Очевидно, что катализ, движущей силой которого выступает комплексообразование, будет интенсивно исследоваться в ближайшие годы. [c.341]

Гольдштейн [16] исследовал стабильность нескольких иммобилизованных протеиназ. Водные суспензии анионных производных ЭМА—МДА (см. разд. 12.2) химотрипсина, субтилизина Карлсберга и субтилизина Ново незначительно теряют свою активность при хранении при 4°С в течение 3—4 месяцев. Суспензии ЭМА— МЦА производных иапаииа и трипсина могут сохраняться в этих условиях до 8 лгесяцев без потери активности. Соответствующие ка- [c.432]

В щяние pH на устойчивость анионных и катионных ЭМА-гид-разидных производных химотрипсина, трипсина и субтилизина Ново при инкубации при 37 °С в течение 30 мин показано на рис. 12.5. По сравнению с соответствующими нативными ферментами все анионные ЭМА-гидразидные, так же как и не показанные на рисунке анионные ЭМА—МДА-ироизводные, демонстрируют повышенную устойчивость при щелочных pH. Повышение устойчивости в кислой области наблюдалось для катионных ЭМА-гидразидных и ЭМА—МДА-ироизводных. Изменение картин для зависимостей устойчивости от pH может быть объяснено влиянием локального pH, создаваемого в результате перераспределения водородных и гидроксильных ионов вблизи иммобилизованных полиэлектролитных производных фермента. [c.433]

Независимое влияние, оказываемое тремя структурными компонентами на скорость гидролиза субстратов химотрипсина, хорошо видно на примере метилового эфира бепзоиларгинина. Последний гидролизуется химотрипсином и, таким образом, гфедставляет кажущееся исключение из правила, согласно которому эффективными субстратами являются только производные триптофана, тирозина, фенилаланина и метионина. Однако как бензоильная, так и метильная сложноэфирная группировки являются оптимальными по-видимому, они и обусловливают гидролизуемость соединения, несмотря на наличие боковой цепи аргинина в центральном положении. [c.631]

Для того чтобы окончательно разрешить сомнения относительно того, что механизм реакции эфиров коричной кислоты с а-химотрипсином аналогичен механизму ферментативного гидролиза производных аминокислотных субстратов, была исследована кинетика гидролиза химотрипсином /ьнитрофенилового, метилового и этилового эфиров, а также амидов N-aцeтил [c.248]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология