Каталитический центр фермента

Одной из важных констант, характеризующих каталитическую активность фермента, является его молекулярная активность, т. е. число молекул субстрата, претерпевающих превращение на одном активном (каталитическом) центре фермента в 1 мин. при условии [c.163]

Во многих случаях коферментами являются витамины. Так, в состав пируватдекарбоксилазы, катализирующей образование уксусной кислоты из пировиноградной кислоты, входит тиамин (витамин В1). В состав дегидрогеназ часто входит рибофлавин (витамин В2), в состав аминотрансфераз — пиридоксальфосфат. Функцию простетических групп в молекуле ферментов иногда могут выполнять комплексы, содержащие ионы металлов. Считают, что металлы при соединении фермента с субстратом сближают последний с каталитическим центром фермента, обеспечивая начало реакции, или же непосредственно участвуют в процессе переноса электронов. Известно по меньшей мере 15 ионон металлов, в том числе микроэлементов, активирующих ферменты. [c.29]

В результате этих взаимодействий, которые закрепляют в двух точках С-концевой остаток субстрата, пептидная связь в случае, если С-концевая аминокислота представляет собой Ь-изомер, оказывается направленной на каталитический центр фермента, представленный ионом цинка и оксигруппой тирозина. Поляризация связи С=0 ионом цинка облегчает нуклеофильную атаку молекулы воды на электрофильный атом С. Участие оксигруппы тирозина обеспечивает синхронное протекание разрыва трех связей и образования трех новых связей в циклическом шести центровом активированном комплексе. [c.325]

Вещества, структурно-подобные субстрату или продукту реакции, часто могут соединяться с активным каталитическим центром фермента и вызывать ингибирование. В результате ингибирования катализируемая ферментом реакция замедляется. Поскольку субстрат и конкурирующий с ним ингибитор адсорбируются на одних и тех же активных центрах, действие ингибитора можно уменьшить, увеличивая, концентрацию субстрата. Механизм конкурентного ингибирования такого типа можно представить схемой [c.322]

Активный, нли каталитический, центр фермента — это сравнительно небольшой участок молекулы белка. Аминокислотный состав остальной части молекулы, особенно тех ее участков, которые находятся на поверхности структуры, может довольно сильно меняться в результате мутаций без изменения каталитической активности фермента. Тем не менее присоединение к различным участкам поверхности фермента других молекул может косвенно повлиять на катализ. В концентрированных растворах, каким является цитоплазма, молекулы могут агрегировать. Присоединение какой-либо молекулы к определенному участку на поверхности фермента способно изменить его структуру и в свою очередь вызвать увеличение или уменьшение каталитической активности. Так, при избыточном накоплении продукта какого-либо метаболического пути ингибитор, действующий по принципу обратной связи, взаимодействует указанным образом с ферментами и выключает их. Взаимодействия такого рода составляют один из распространенных способов регуляции. [c.64]

Процессы в каталитическом центре могут стабилизировать переходное состояние. До сих пор подчеркивался тот факт, что дальние взаимодействия поставляют свободную энергию активируемым группам в каталитическом центре фермент-субстратного комплекса. Однако взаимодействия и в самом каталитическом центре могут стабилизировать переходное состояние и тем самым вносить вклад в эффективность ферментативного катализа. В химотрипсине выигрыш энергии, обеспечивающийся образованием двух водородных связей между активированным субстратом и атомами азота остова, а также частичной компенсацией заряда скрытого внутри белка остатка Азр-102 (рис. 11.1), способствует компенсации энергии образования напряженной связи между ферментом и субстратом в тетраэдрическом комплексе [5371. [c.281]

Из природных аминокислот этому условию удовлетворяют остатки лизина и аргинина. В случае химотрипсина этот остаток должен содержать гидрофобный, предпочтительно ароматический радикал. Поэтому расщепление преимущественно проходит по остаткам фенилаланина, тирозина и триптофана. В случае эластазы расщепление проходит, если боковой радикал имеет небольшой размер, главным образом по остаткам глицина и аланина. Эта специфичность определяется структурой полости, в которой размещается боковой радикал атакуемого аминокислотного остатка для осуществления необходимой ориентации относительно каталитического центра фермента. [c.205]

С каталитическим центром фермента в каждый момент времени связан только один из двух субстратов. Присоединение первого субстрата сопровождается переносом его функциональной группы на молекулу фермента. Только после удаления продукта, образовавшегося из первого су трата, второй субстрат может связаться с ферментом й принять функциональную группу. [c.239]

Процесс активации аминокислот состоит из двух отдельных стадий, осуществляемых в каталитическом центре фермента. На первой стадии в активном центре фермента в результате взаимодействия АТР и аминокислоты образуется связанное с ферментом промежуточное соединение-аминоациладенилат (рис. 29-7). В ходе реакции карбоксильная группа аминокислоты соединяется ангидридной связью с 5 -фосфатной группой АМР, вытесняя при этом пирофосфат [c.932]

Мутации, затрагивающие каталитические центры ферментов, активирующих метаболиты и участвующих в их превращениях. Вслед- [c.498]

Теперь, после того как была установлена роль гидрофобного взаимодействия и наличия гидрофобных областей вокруг активного центра холинэстераз, естественно поставить вопрос в чем биологическая целесообразность подобного устройства активной поверхности холинэстераз Зачем нужны обширные гидрофобные области вокруг каталитического центра фермента Вряд ли гидрофобные участки сформировались в процессе эволюции только как необходимые конструктивные детали. [c.331]

Мы показали, что эта стадия быстрой адсорбции предшествует химическому взаимодействию между каталитическим центром фермента и реакционноспособной группой субстрата, и можно качественно доказать, что первая стадия будет способствовать протеканию второй стадии. [c.335]

Важным фактором повышения питательной ценности кормов сельскохозяйственных животных является наличие в них витаминов — биологически активных веществ разного химического строения и необходимых для поддержания жизнедеятельности организмов. Биологическая активность витаминов определяется тем, что они в качестве активных групп входят в состав каталитических центров ферментов. Поэтому при недостатке этих веществ понижается активность соответствующих ферментов и, как следствие, ослабляются или полностью прекращаются биохимические процессы, происходящие с участием данных ферментов. Последнее является причиной ряда серьезных заболеваний, вызванных недостатком витаминов. [c.284]

Активный (каталитический) центр фермента — участок молекулы фермента, на котором происходит связывание и превращение вещества — субстрата. [c.486]

Особенности ферментативного катализа с точки зрения общей теории каталитических процессов заключаются в следующем. Каталитический процесс протекает в ограниченной области, называемой активным каталитическим центром фермента. Активный центр фермента содержит активные группы — доноры или акцепторы электронов (группы, содержащие пиридиновое кольцо или имидазольные кольца, хиноидные группы, комплексированные ионы металлов и др.). Необходимым условием каталитического действия ферментов является структурное соответствие активного центра и субстрата. [c.633]

Эти результаты подтвердили справедливость исходной концепции связывания и вдохновили авторов работы на поиски возможностей улучшить ингибирующий эффект. Более подробный анализ модели позволь предположить, что связывание бакибола с ВИЧП можно значительно усилить, если вандерваальсовы взаимодействия дополнить солевыми (ионными) мостиками с двумя остатками аспарагина, присутствующими в каталитическом центре фермента. Таким образом, молекулу фуллеренового ингибитора следовало оснастить должным образом расположенными основными функциями, способными взаимодействовать с карбоксильными группами. Молекулярное моделирование, выполненное для 1,4-диамина 290, показало, что в комплексе этого соединения с ВИЧП аминогруппы расположены в тесной близости к аспартатным карбоксильным группам и, следовательно, способны образовывать желанные солевые мостики. Таким образом, в целом связывание должно значительно усилиться, т. е, 290 должен стать лучшим ингибитором ВИЧП, чем первоначально испытанное соединение, [c.516]

К активаторам (кофакторам) ферментов относятся ионы многих металлов. Действие их проявляется различно они входят в состав простетической группы, облегчают образование ферментно-субстратного комплекса, способствуют присоединению кофермента к апо-ферменту и т. д. Присоединяясь по аллостерическому центру, они изменяют третичную структуру белковой молекулы, в результате чего субстратный и каталитический центры фермента приобретают конфигурацию, наиболее выгодную для осуществления их функций. [c.121]

Молекулы О2 и СО2 конкурируют за каталитический центр фермента. И хотя сам фермент не обнаруживает повышенной чувствительности к молекулярному кислороду и, следовательно, не повреждается при его высокой концентрации, увеличение О2 в среде приводит к изменению функционирования рибулозоди- [c.329]

Каждый акт элонгации цепи должен начинаться с отбора субстрата (рис. 49). Скорее всего этот процесс происходит путем перебора всех альтернативных субстратов, присутствующих в системе. Для этой цели активный центр должен обладать сродством к универсальной части субстратов, которая имеется у всех типов мономеров. Так, у нуклеозит-5 -трифосфатов такой частью является трифосфат-ный фрагмент и остаток рибозы или дезоксирибозы. Попадание в активный центр нужного субстрата, опознаваемого кодирующим элементом матрицы, является сигналом для осуществления ферментативной реакции соединения мономерного фрагмента с концом синтезируемой полимерной цепи. В чем заключается природа этого сигнала, до настоящего времени не установлено. Можно лишь полагать, что взаимодействие мономера с кодирующим элементом, например образование водородных связей между комплементарными гетероциклами субстрата. и матрицы, вызывает конформационное изменение, приводящее к нужной ориентации реагирующих групп и соответствующих групп каталитического центра фермента или рибосомы. [c.175]

В случае белков не существует разработанных общих принципов конструирования лигандов, специфичных к определенным областям белка. Поэтому конструирование реагентов для аффинной модификации белков чаще всего основывается на знании их специфических лигандов. Таким образом получают производные или аналоги соответствующих субстратов для аффинной модификации каталитических центров ферментов. Также используют аналоги эффекторов для модификации регуляторных центров ферментов. Аналогии прозводные гормонов и нейромедиторов, снабженные реакционноспособными группами, применяют для аффинного мечения соответствующих рецепторов, как, например, реакционноспособные производные и аналоги АТФ, представленные ниже, которые были использованы для аффинной модификации АТФ сиЕ1тазы (см. 8.5) [c.329]

Современные представления о функциональной роли субъединиц Н -АТФазы, в частности субъединиц Pi, сформировались главным образом иа базе данных, полученных 51. Кагавой, который показал, что каталитический центр фермента локализован в р-субъединице, а в а — находится центр связывания ADP. которому приписывается роль аллостерического регулятора. Комплекс взаимодейстаует с Fd, блокируя его протонную проводимость. На основании этих результатов Я. Кагава предположил, что в состав молекулы Н -АТФазы входят три функциональных компонента энергетический трансформер (ail i), ворота (Y ) и протонный канал (Ро). Канальная часть непосредственно взаимодействует с воротами, переход которых из закрытого в открытое состояние управляется либо разностью электрохимического потенциала протоноа на мембране, либо гидролизом АТР в транс-формере. [c.620]

Таким образом, исследуя экспериментально зависимость относительной степени торможения активности фермента ([Е ]/[Е]о) от времени и измеряя площадь под полученной кривой, можно, зная величину определить [Е]о, т. е. концентрацию каталитических центров фермента. Константа определенная ранее в работе Уилсона и сотрудников [ПО, 1И ], составляет для карбамилированной ацетилхолинэстеразы электрической ткани угря 2,6-10" (pH 7,0 температура 25°). [c.173]

Многие инвариантные аминокислотные остатки гомологичньгх белков, т. е. остатки, присутствующие всегда в определенных положениях полипептидных цепей независимо от вида организма, из которого получен белок, по всей вероятности, занимают наиболее важные в структурном отношении места в полипептидной цепи. Одни из инвариантных остатков встречаются вблизи изгибов цепи или в самих изгибах, тогда как другие, например остатки цистина, находятся в тех местах цепи, где между близко расположенными петлями третичной структуры возникают поперечные связи. Ряд инвариантных аминокислотных остатков занимает строго определенное положение в каталитических центрах ферментов или в местах связывания простетических групп, например гемогруппы в цитохроме с. [c.196]

Г ексокиназа - регуляторный фермент, контролирующий скорость вовлечения глюкозы в процессы клеточного метаболизма. Правая субъединица содержит молекулу глюкозы, связанную с каталитическим центром фермента. Другое изображение гексокиназы представлено на рис. 12 к дополнению 9-4 в гл. 9. [c.205]

На основании этих результатов Брюс [118] предположил, что имидазольная группа остатка гистидина может входить в состав каталитического центра ферментов, ответственных за специфический гидролиз тиоэфиров. Для проверки этой гипотезы была исследована кинетика гидролиза н-пропил-у-(4 -имидазолил)-тиобутирата — соединения, применяемого в качестве модели сольволиза фермент-субстратного комплекса [c.312]

Фермент, ответственный за эту реакцию, называется алпогольдегидрогена-аой. Дроникевая алкогольдегидрогеназа имеет молекулярный вес 151 ООО и содержит четыре независимых друг от друга каталитических центра в то же время из печени млекопитающих получен аналогичный фермент с приблизительно вдвое меньшим молекулярным весом и двумя каталитическими центрами. В молекулах этих ферментов присутствует также 2п, число атомов которого равно числу каталитических центров. Ферменты стереоспецифичны в отношении переноса водорода как в молекуле спирта, так и в никотин-амидиом кольце (см. стр. 230), но проявляют сравнительно малую специфичность в отношении структуры субстратов — спиртов и карбонильных соединений. [c.292]

Интересный вопрос заключается в структурных особенностях индукторов, позволяющих им связываться с синтезируемым клеткой эндогенным ренрессором. Структурно необходимым является галактозный цикл. Однако индуктор не является структурным аналогом субстрата, как уже упоминалось раньше. Можно представить себе, что индуктор, не будучи субстратом, все же должен обладать большим сродством с каталитическим центром фермента. Тогда индуктор выступал бы ингибитором фермента, так как засорял бы активные центры (ферментный яд, или антиметаболит). Опыт не подтверждает эту идею. [c.490]

Третья группа включает аналоги нормальных метаболитов, которые конкурируют с ними за каталитический центр фермента. Например, на этом основано лекарственное действие сульфаниламидных препаратов (рис. 69). У бактерий ПАБК является предшественником тетрагидрофолата. При включении структурного аналога (сульфаниламида) образуется нефункционирующий фермент и рост бактерий останавливается. На животные клетки при этом вредного воздействия не оказывается, так как фолиевая кислота в них de novo не синтезируется. [c.83]

Ферментативный катализ обусловлен специфическим связыванием одной или нескольких молекул субстрата на каталитическом центре фермента и химическим взаимодействием с этим центром, которое может непосред-ственно использовать силы связывания для понижения свободной энергии активации катализируемой реакции. Цель настоящего труда — рассмотрение с единых позиций некоторых фактов и принципов, касающихся реакций и взаимодействий в водных растворах и необходимых для понимания механизмов катализа в этом необычном растворителе. Обсуждение будет ограничено главным образом гомогенными ионными реакциями, почти не будет затрагиваться гетерогенный катализ и окислительно-восстановительные реакции. Несмотря на то что в качестве примеров приведены некоторые конкретные ферментативные реакции, главный упор сделан на основные принципы взаимодействия, а не иа частные свойства данного фермента по той я е причине, по которой многие исследователи полагают, что постижение причин заболевания раком скорее всего будет достигнуто в результате исследования механизмов репликации и дифференциации, а не путем изучения самой раковой ткани. Эти принципы сами по себе также интересны для студентов и исследователей, занимающихся механизмадхи и катализом неферментативных реакций в водном растворе. Но весь материал данной монографии имеет в настоящее время прямое отношение к ферментативному катализу. Однако он является частью остова и языка знаний, которые возникли за последние годы в результате накопления новых сведений и развития новых взглядов на механизмы химических реакций и которые, хотя бы частично, должны стать основой для понимания ферментативного катализа в будущем. Перефразируя слова Хиндемита, приведенные в конце его книги Традиционная гармония [1], можно сказать, что усвоение материала данной книги ничего еще не говорит о творческой способности читателя, 1м, с другой стороны, даже одаренный энзимолог, который не владеет этим материалом, вряд ли может считаться законченным специалистом. [c.7]

Вследствие близости радиусов К" " и Т1+ Аг = 11 пм) они обладают сходными свойствами и способны замещать друг друга в ферментах. Ионы Т и являются синергистами. Этим объясняется тот факт, что ферменты пируваткиназа и диолдегид-ратаза активируются не только ионами К , но и ионами Т1+ (ион Т1+ замещает ион в каталитическом центре ферментов). Синергизм таллия и калия проявляется и в том, что, подобно ионам К , ионы Т1+ накапливаются в эритроцитах. [c.317]

Исследования других синтетаз, однако, наводят на мысль, что главную роль в осуществлении правильного связывания между синтетазами и тРНК играет акцепторная ветвь (а), строение которой различается для тРНК, отвечающих разным аминокислотам, хотя какое-то значение для узнавания могут иметь другие части молекулы и даже ее общая форма. Этот факт не является неожиданным, так как триплет ССА, который акцептирует аминокислоту, находится на конце ветви а, и последняя, таким образом, расположена ближе других к каталитическому центру фермента. [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология