Серин в активном центре фермента

В настоящее время структура химотрипсина и трипсина расшифрована благодаря использованию метода дифракции рентгеновских лучей [29—32], подтвердившего предположения, сделанные на основании химических исследований. Как 5ег-195, так и Н1з-57 находятся в активном центре ферментов (рис. 7-2). Следует иметь в виду, что метод Дифракции рентгеновских лучей кристаллом фермента не дает возможности обнаружить положение атомов водорода в молекуле фермента и что на рисунке они проставлены согласно химической логике. Так, Короткое расстояние (0,30 нм) между азотом остатка Н 15-57 и кислородом остатка 5ег-195 свидетельствует о наличии водородной связи. Аналогичные рассуждения привели к выводу о присутствии других водородных связей, показанных на рисунке. Если гистидин находится в непро-тонированной форме, а гидроксильная группа серина протонирована, то мы видим, что гистидин может выступать в роли акцептора протона от —СНгОН-группы серина (т. е. в роли общего основного катализатора), повышая нуклеофильность кислорода гидроксильной группы. [c.109]

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]

Следовательно, мы можем предположить, что карбоксильная группа аспарагиновой кислоты, соседней с серином активного центра (2-15), не оказывает существенного влияния на каталитический процесс. Как будет показано ниже, предложены механизмы действия химотрипсина, согласно которым карбоксильная группа аспарагиновой кислоты участвует в формировании каталитического центра. Это предположение основывается на том, что для всех ферментов — химотрипсина, трипсина [c.263]

Аргументом в пользу орбитального управления Сторм и Кошланд [18] считают, что в ряду соединений XI—XIV при замене атома О на 8 происходит сильное изменение порядка расположения этих соединений по их реакционной способности. Относительные скорости образования соответствующих тиолакто-нов XI XII XIII XIV = 70 115 2,5- 10 427 (ср. с данными табл. 13). В ферментативных системах замена ОН-группы серина активного центра на 8Н-группу также приводит к значительному изменению скорости. Например, такая модификация субтилизина вызывает сильное уменьшение активности фермента [22]. Подобные аргументы, однако, нельзя считать вполне обоснованными. Замена О на 5 сопровождается не только небольшими изменениями в геометрии системы (что считается в [18] основным следствием такой замены), но также значительными изменениями в электронном строении. Известно, например, что [c.79]

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]

Изменяя структуру субстрата или ингибитора, можно определить, какие черты молекулы важны для связывания, и, следовательно, какие группы субстрата специфически связываются ферментом. Становится возможным, используя достаточное количество данных, представить себе геометрию центра связывания, предполагая его комплементарным структурам молекул субстрата или ингибитора, связывающихся наилучшим образом иными словами, вывести геометрию замка из формы ключа. Весьма детальные исследования такого рода в случае химотрипсина привели к формулированию требований ко всем четырем положениям, окружающим тетраэдрический а-углеродный атом аминокислотного остатка, атакуемого серином активного центра [97,98] заместители обозначены в соответствии с (58) . [c.511]

Активность гидроксильной группы серина в активном центре фермента зависит от других функциональных групп, которые пространственно сближены с гидроксильной группой серина и вступают с ней во взаимодействие (внешний индуктивный эффект, образование водородной связи). Такими группами, например, могут быть имидазольное кольцо гистидинового остатка или соседняя карбоксильная группа, увеличивающие подвижность атома водорода в ОН-группе серина. Гидроксильная группа серина, входящая в активный центр фермента, способна к реакциям алкилирования и ацилирования (фосфорилирования и дефосфорилирования) этим и объясняется ее участие в реакциях переноса фосфорных групп. В качестве реагентов для обнаружения остатка серина в активном центре используются фосфорсодержащие соединения типа [c.207]

Установление того факта, что в ходе взаимодействия ФОС с эстеразами фосфорилируется гидроксил серина, было, разумеется, важным шагом в понимании механизма реакции ингибирования. Однако пока еще это не привело к пониманию специфики строения и реакционноспособности активного центра фермента. Дело в том, что ни серии, ни пептиды, содержащие серин, не обладают [c.215]

Часто является 0Д1 им из компонентов, входящих в состав активных центров ферментов. Гидроксильные группы остатков серина в молекулах белков метаболически [c.25]

Каталитическую функцию выполняет не вся молекула фермента, а только ее часть, названная активным центром фермента. У однокомпонентных ферментов активный центр представляет собой уникальное сочетание определенных аминокислотных остатков в какой-то части белковой молекулы. Это хорошо видно на примере химотрипсина, который содержит 246 остатков аминокислот. В активный центр фермента входит остаток серина, связанный с аспарагиновой кислотой и с глицином. Хотя в молекуле находится 26 сериновых остатков, для проявления каталитической активности важен лишь тот, который соединен с аспарагиновой кислотой и глицином. Но в то же время простой пептид, содержащий такое сочетание аминокислотных остатков (—асп—сер—глиц—), каталитической активностью не обладает. Оказывается, в активном центре химотрипсина поблизости от серина расположена активирующая его аминокислота гистидин, правда находящаяся сравнительно далеко от серина в полипептидной цепочке. Но при возникновении третичной структуры белковой молекулы остаток гистидина оказывается близко расположенным к серину, и, следовательно, в молекуле образуется комбинация аминокислотных остатков, благодаря которой осуществляется действие фермента. Такое сближение аминокислотных остатков возможно лишь в результате совершенно определенного свертывания полипептидной цепи и появления свойственной данному ферменту третичной структуры. И у двухкомпонентных ферментов каталитическую функцию выполняет активный центр, включающий кофермент. У этих [c.6]

Эти реагенты, специфически взаимодействующие с гидроксилом серина, позволяют идентифицировать его в активном центре фермента. [c.207]

Кристаллич. фосфоглюкомутаза из мышц кролика — белок, м. в. 62 ООО—74 ООО. В состав активного каталитич. центра этой Ф. входит остаток серина, оксигруппа к-рого непосредственно участвует в переносе остатка фосфорной к-ты, подвергаясь промежуточному фосфорилированию. Последовательность расположения аминокислотных остатков в активном центре фермента -тре.-ал.-сер.-фосфо-гис.-асп. (или a n.-NHj)- рН-оптимум фермента 7,5 активатором фосфоглюкомутазы является Mg +. Михаэлиса константа для этого катиона составляет 5-10 М, молекулярная активность фермента 5-10 /мин. Ингибиторами фосфоглюкомутазы являются п-хлор-меркурибензоат и ионы тяжелых металлов (Zn, u), что указывает на важную роль SH-групп в поддержании каталитич. активности фермента металлосвязывающие агенты (гистидин, 8-оксихинолин и ди-фенилдитиокарбамат) активируют фосфоглюкомутазу. [c.241]

Однако количество информации, заключенной в одной-единственной клетке человека, все еще намного превьннает возможности доступных в настоящее время цифровых компьютеров человек пока еще не способен выразить в цифрах все многообразие биохимических фактов и взаимосвязей. Двадцать аминокислот, из которых построены все белки-это не просто двадцать кодирующих единиц, ибо значение любой данной аминокислоты в белке может быть различным. Например, значение серина может быть обусловлено тем, что в молекуле этой аминокислоты содержится полярная гидроксильная группа, способная образовывать водородную связь. Оно может быть также связано с тем, что серин входит в качестве важного структурного элемента в состав активного центра фермента (в случае трипсина) или регуляторного центра (в случае гликоген-фосфорилазы) или же быть носителем фосфатных групп (в казеине-белке молока). Перевести четырехбуквенный язык ДНК и двадцатибуквенный язык белков на язык цифр в том случае, когда эти буквы имеют множество значений, пока еще не представляется возможным. [c.852]

Наиболее изученным ферментом семейства сериновых протеаз является химотрипсин. Реакции гидролиза, катализируемые этим ферментом, включают по крайней мере три кинетически различимые стадии [уравнение (6.8)]. На первой стадии, про-текаюш,ей с очень высокой (контролируемой диффузией) скоростью, образуется нековалентный фермент-субстратный комплекс. На второй стадии (стадии ацилирования) ацильная группа субстрата переносится на гидроксил серина, входящего в активный центр фермента, с одновременным выделением первого продукта (Pi) — аминной части амидного субстрата. Вслед за этим происходит гидролиз промежуточного ацилфермента с регенерацией свободного фермента и выделением карбоновой кислоты— второго продукта реакции гидролиза (Рг) [c.142]

С нашей точки зрения, схемы процессов ингибирования ХЭ при действии ФОС и ферментативного гидролиза ацетилхолина, базирующиеся на осо- бых свойствах гидроксила серина в молекуле ХЭ, являются наиболее достоверными, однако для окончательного решения вопроса о механизм первой ступени реакции ФОС с ХЭ необходимы дальнейшие исследования. Но, так или иначе сейчас нет сомнения в том, что в основе торможения активности ХЭ лежит реакция фосфорилировапия активного центра фермента. В связи с этим была высказана точка зрения о том, что механизм реакции ФОС с ХЭ состоит в нуклеофильной атаке, аналогично реакции ФОС с водой и гидроксильными ионами [c.426]

Химотрипсин является одним из наиболее изученных ферментов, для которого в деталях расшифрован механизм ферментативного катализа, включающий образование промежуточного продукта ацилфермеита. Доказана существенность для катализа гидроксильной груииы серина и иенротонированного остатка гистидина в активном центре фермента. [c.422]

АПБ в процессе биосинтеза жирных кислот выполняет роль, похожую на действие кофермента А в процессе окисления жирных кислот. Во время поэтапного удлинения цепи жирной кислоты промежуточные продукты биосинтеза взаимодействуют с АПБ, образуя эфирные связи. Подобным образом при окислении жирных кислот промежуточные продукты эфирной связью соединяются с коферментом А. Высказывают предположение, что простетическая группа, состоящая из остатка серина вместе с 4 -фосфопантетеином и АПБ, выполняет как бы роль подвижной руки , переносящей в правильной последовательности все полупродукты процесса от одного активного центра фермента к следующему активному центру уже другого фермента и т.д. Гипотетическая схема действия синтаз-ной системы жирных кислот представлена на рис. 11.3. [c.304]

Двенадцатиперстная кишка переваривание белков осуществляет группа сериновых (в активном центре ОН-группа серина) протеиназ панкреатического происхождения. Ферменты вырабатываются в виде неактивных предшественников — проферментов. Их активация осуществляется в тонком кишечнике вначале образуется активный трипсин, который затем активирует остальные протеиназы. Трипсин — эндопептидаза, синтезируется в поджелудочной железе в виде неактивного трипсиногена. В тонком кишечнике энтерокиназа, а затем активный трипсин аутокаталитически, катализируют отщепление от 7У-конца трипсиногена гексапептида (вал-асп-асп-асп-асп-лиз), в результате чего формируется активный центр фермента. Трипсин катализирует гидролиз пептидных связей, в образовании которых участвуют карбоксильные группы основных аминокислот (лизин, аргинин). Химотрипсин — эндопептидаза, вырабатывается в поджелудочной железе в виде химотрипсиногенов А и В. В тонком кишеч- [c.245]

За последние 10—12 лет в изучении механизма взаимодействия ФОС с ХЭ достигнуты известные успехи, хотя окончательно этот механизм еще не расшифрован. В итоге этих исследований установлено, что в основе реакции ФОС с ХЭ лежит двухступенчатый процесс фосфорилировапия активного центра фермента, причем конечным результатом реакции является фосфорилирование гидроксильной группы серина, находящегося в пептидной цепи активно поверхности ХЭ. [c.424]

Причина появления однотипного пептапептида в активных центрах многих ферментов кислотно-основного типа пока неясна, однако роль ключевого серинового остатка можно считать выясненной. Он является акцептором для кислотных групп при разрыве гидролизуемой связи. Свойства реактивного серина в активных центрах ферментов существенным образом отличаются от свойств остальных сериновых остатков. Возникающее промежуточное соединение — сложный эфир с участием серина — отличается высокой реакционной способностью и легко расщепляется водой, что очень благоприятно для катализа и совсем не характерно для метиловых или этиловых эфиров соответствующих кислот. Сам каталитический процесс протекает в два этапа, причем молекула воды принимает участие в реакции гидролиза только во второй стадии реакции. [c.160]

Помимо рассмотренных примеров биологич. Ф. различных метаболитов, большое значение имеет Ф. нек-рых ферментов, приводящее к инактивации последних. Одной из наиболее важных в этом отношенпи реакций является Ф. оксигруппы серина — активного центра холинэстераз (см. Фосфорорганические соединения и Холинастераза). [c.254]

Получены экспериментальные доказательства того, что гистидин входит в состав активного центра химотрипсина. При обработке фермента Ъ-1-тозиламидо-2-фенилэтилхлор-метилкетоном (ТФХК) один из двух остатков гистидина в молекуле химотрипсина алкилируется, что сопровождается полной утратой ферментативной активности. Если фермент предварительно инкубировать с ДФФ, то алкилирования не происходит. Алкилирование не идет также в растворе 8 М мочевины. Следовательно, необходимым условием для алкилирования химотрипсина является сохранение вторичной и третичной структуры и нормальных каталитических свойств [31]. В полипептидной цепи фермента этот остаток гистидина расположен далеко от активного серина и должен поэтому приблизиться к активному серину за счет изгиба пептидной цепи. Можно предполагать, что за счет изгибания пептидной цепи с активным серином сближается также та часть молекулы фермента, которая определяет его специфичность. Таким образом, представление об активном центре фермента отличается достаточной сложностью. [c.108]

Если фермент состоит из одного белка, то его активный центр представляет собой сочетание атомных групп, входящих в состав белковой цепи аминокислотных остатков- Хотя строение активных центров ферментов в общем изучено недостаточно, все же можно указать те важнейшие группы атомов, которые встречаются во многих ферментах. Это гидроксил аминокислоты серина, сульфгидрил1.ная группа цистеина, кольцо амидазола, входящее в состав аминокислоты гистидина, карбоксильные группы аспарагиновой и глутаминовой кислот, аминогруппа аминокислоты лизина. Из этих групп и организуются разнообразные активные центры биологических катализаторов. [c.94]

В состав активного центра ферментов входят кислотные или основные группы, находящиеся в необходимом для данного типа реакции состоянии ионизации. В состав каталитических центров большинства изученных ферментов в различном сочетании входят имидазол гистидина, флавины, тиоловая группа цис еина, карбоксильные группы аспарагиновой и глутаминовой кислот, спиртовая группа серина, пиродоксалевая группа и некоторые другие группы. [c.499]

В гл. 3 книги детально разбираются вопросы взаимодействия фосфорорганических ингибиторов с холинэстеразами in vitro. Автор подробно останавливается на кинетике и термодинамике процессов ингибирования холинэстераз. Обсуждается достоверность кинетических данных и pigo, а также возможность сопоставления этих величин. Рассматривается участие гистидина и серина активных центров эстераз в процессе фосфорилирования ферментов. Особый интерес представляют обобщенные данные по изучению связи между строением и антихолинэстеразной активностью фосфорорганических ингибиторов. Приводятся данные по использованию уравнения Гаммета для нахождения зависимости между антихолинэстеразной активностью и структурой ингибиторов. Описываются фосфорорганические ингибиторы, содержащие в своем составе катионный или катионогенный участки. Представляют особый интерес данные о различной антихолинэстеразной активности оптических изомеров этилового эфира S - -этилмеркапто-этилтиолоэтилфосфоната. Так, например, константы скорости ингибирования холинэстераз левовращающей формой этого соеди- [c.6]

Действие ацетилхоли н—г идролазы (ацет и л -холинэстеразы) . Активный центр ацетилхолин—гидролазы состоит из двух участков — эстеразного и анионного (см. стр. 213). При приближении ацетилхолина к ферменту происходит связывание триметил-аммониевой группы ацетилхолина с анионным участком. Это в свою очередь повышает вероятность и облегчает взаимодействие ацетильной группы ацетилхолина с гидроксилом серина эстеразного участка фермента, приводящее к разрыву связи ацетильной группы с холином и образованию ее связи с кислородом серина. В этом процессе принимают участие акцептор и донор протона. Акцептором протона является имидазольное кольцо гистидина. Роль донора предположительно отводится тирозину, находящемуся вблизи активного центра фермента (рис. 41). [c.238]

Важным методом изучения активного центра явилась реакция фосфоглюкомутазы с диизопропилфторфосфатом (ДФФ) — необратимым ингибитором фосфоглюкомутазной реакции. Этот ингибитор присоединяется к гидроксильной группе серина, находящегося в активном центре фермента. Образующееся производное с трудом подвергается гидролизу и после триптического гидролиза фермента фосфори-лированный остаток серина может быть обнаружен в одном из образующихся пептидных фрагментов. Определение последовательности аминокислот такого фрагмента привело к расшифровке структуры активного центра фосфоглюкомутазы, которая оказалась следующей тре — ала — сер — гис — асп —. [c.173]

По предварительным данным (Yamada et al., 1968а), танин-ацилгидролаза является сериновой эстеразой, т. е. активный центр фермента представляет собой остаток серина. Однако дополнительные сведения, касающиеся этого вопроса, в литературе отсутствуют. [c.193]

Смотреть страницы где упоминается термин Серин в активном центре фермента: [c.179] [c.287] [c.320] [c.225] [c.226] [c.126] [c.207] [c.223] [c.756] [c.464] [c.970] [c.368] [c.270] [c.54] [c.107] [c.217] [c.581] [c.64] [c.65] [c.179] [c.54] [c.262]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология