Биологический каталог




Ферменты. Том 1

Автор М.Диксон, Э.Уэбб

гликозидной группы. Затем конформации сахара в комплексе изменяется таким образом, что гликозидная группа оказывается в аксиальном положении; это позволяет произойти реакции. Возможность осуществления реакции с субстратом (в отличие от ингибитора) обусловлена, следовательно, способностью субстрата переходить в конфор-мацию «кресла» с аксиальным расположением гликозидной группы.

Многие киназы более или менее специфичны по отношению к определенной структуре молекулы сахара. Глюкокиназа печени (КФ 2.7.1.2) действует на D-глюкозу и D-маннозу, но не на фруктозу и многие другие сахара; кетогексокиназа печени (КФ 2.7.1.3) фосфорилирует D-фруктозу и ряд других кетоз в положении 1, а не в положении 6; фруктокиназа (КФ 2.7.1.4) из тканей растений высоко специфична к D-фруктозе; рибокиГлава 6

н /

/

a-D-глюкопираноза

Н / • /

(l-D-глюкопираноза

СН;ОН СН;ОН

2-амино-2-Ъезокси-В-глюкоза 2-Ъезокси-В-глюкоза

CH2OH

н /

/

а-0~маннопираноза

СН;ОН

н

I

с

но

/

/

/

/ \ /

он

н

p-D-маннопираноза

в-О-фруктофураиоза 2,5-ангидро-В-маячит

Рис. 6.4. Субстраты дрожжевой гексокиназы.

Специфичность действия ферментов Глюкоза + АТР-фермент Глюкоза- Б-фосфат+ADP-фермент Рис. 6.5. Взаимодействие гексокиназы из мозга с субстратом [906].

наза (КФ 2.7.1.15) высоко специфична к D-рибозе и не действует на D-глюкозу, D-галактозу, D-рибулозу, О-рибоно-4-лак-тон, О-рибозо-2- или -3-фосфат, D- или L-арабинозу, D- или L-ксилозу или D-ликсозу.

ЭСТЕРАЗЫ

Эти ферменты, вообще говоря, имеют гораздо более широкую специфичность, чем рассмотренные выше, и это обусловливает трудности их классификации и номенклатуры. Многие из ферментов, входящих в подгруппу 3.1.1, в действительности являются группой ферментов со сходной специфичностью; показано, что некоторые из них представлены в определенной ткани множественными формами, незначительно отличающимися по специфичности; установлено также, что у соответствующих ферментов из различных видов часто наблюдаются различия в специфичности. Имеются также перекрывания в специфичности с некоторыми ферментами, относящимися к другим группам. Так, 4-нитрофенилацетат, широко используемый для обнаружения эстеразной активности, гидролизуется также более специфичными эстеразами, например ацетилхолинэстеразой, и протеоли-тическими ферментами, например химотрипсином.

Простые эстеразы и липазы катализируют гидролиз незаряженных субстратов; они специфичны главным образом в отношении длины и формы углеводородных цепей по обе стороны от Глава 6

эфирной связи. Панкреатическая липаза (КФ 3.1.1.3) относится к особой категории ферментов, поскольку она эффективно действует только на поверхности раздела между водой и нерастворимым эфирным субстратом. Другие эстеразы различаются на основе таких критериев, как способность гидролизовать ароматические эфиры или способность ингибироваться фосфороргани-ческими соединениями, например DFP. Так, карбоксилэстера-зы подгруппы КФ 3.1.1.1 гидролизуют как ароматические, так и алифатические эфиры и ингибируются DFP; арилэстеразы (КФ 3.1.1.2) слабо действуют на алифатические эфиры и не ингибируются DFP.

Карбоксилэстеразы (КФ 3.1.1.1)

Ряд ферментов этой группы, особенно из печени млекопитающих, был выделен в высокоочищенном состоянии и весьма обстоятельно изучен; полученные данные были недавно обобщены в обзоре Криша [2605]. Однако сравнительно мало исследованы особенности их специфичности. Одно из достаточно полных исследований проведено Уэббом [5011] на частично очищенном ферменте из печени лошади. В качестве субстратов были использованы различные алифатические и нейтральные ароматические эфиры, л для каждого были определены величины V и Кы (для многих субстратов графики Михаэлиса оказались нелинейными). Результаты, полученные для ряда эфиров с не-разветвленной цепью, приведены в табл. 6.5.

Влияние изменений в ацильной и алкильной частях молекулы субстрата до некоторой степени различно. С удлинением ацильной части молекулы сродство и реакционная споособнсть сначала увеличиваются параллельно, вплоть до цепи с 4—5 углеродными атомами, но дальнейшее увеличение длины цепи вызывает уменьшение реакционной способности, хотя сродство продолжает быстро возрастать (по крайней мере до 10 углеродных атомов). При удлинении алкильной цепи до 4—6 углеродных атомов также наблюдается параллельный рост сродства и реакционной способности; однако дальнейшее увеличение длины цепи вызывает снижение как реакционной способности, так и сродства. У эфиров с относительно короткими цепями алкиль-ная группа оказывает гораздо большее влияние на сродство, чем ацильная группа, тогда как для реакционной способности характерны обратные соотношения. С повышением степени разветвленное™ цепи резко возрастает сродство и несколько снижается реакционная способность. У лучших субстратов на обоих концах молекулы находятся неполярные группы. Фени-ловые и нитрофениловые эфиры являются хорошими субстратами. Гидролизуются также некоторые циклические соединения, такие, как бутиролактон и оксазолины.

Таблица 6.5

Специфичность карбоксилэстеразы из печени лошади"

—ОСН3 -ос2н6 -ос3н, -ОС4Н9 -ОС6Ни —ОСвН13 -ос,н16 —ос8н17 -освн6

нсо— 1,0 0,2

сн3со— 0,26 0,018 0,06 0,04 0,12 1,55 0,28 3,1 0,18 1,1 0,45 0,87 0,3 2,5 0,13 1,8 1,5 1,0

с2н5со— 1,28 0,025 0,46 0,43 2,0 4,7 1,5 2,2

С3НгСО— 2,0 0,46 1 1 2,0 0,93 4,5 2,9 3,5 6,7 2,5 11,7 1,1 5,3 2,1 12,5

С«Н»СО— 1,85 1,12 1,04 2,3 3,2 3,3

С5Н„СО— 2,35 1,18 0,6 2,2 1,7 4,2 0,32 2,5

С6Н13СО— 1,75 1,3 0,92 4,0

С7Н15СО— 1,25 2,85 0,8 3,4

С8Н17СО— 1,05 10,0

С9Н19СО— 0,36 22,0

" Пояснение к таблице. В левой колонке приведены ацильные группы, а в верхнем ряду алкильные группы исследованных эфиров с неразветвленными цепями; в последней колонке для сравнения приведены результаты, полученные с фениль-ными эфирами. Для каждого эфира верхняя величина — максимальная скорость, нижняя — сродство; обе величины относительные (за единицу приняты соответствующие величины для этилового эфира н-масляной кислоты). Сродство рассматривается как IIКм. Глава 6

Подобное влияние длины цепи было показано и другими исследователями. Хофсти [1990] нашел, что реактивность эфиров неразветвленных жирных кислот и 3-гидроксибензойной кислоты увеличивается с длиной ацильной цепи (до 12 углеродных атомов). В опытах с очищенной карбоксилэстеразой из слизистой кишечника козы Мальхотра и Филип [2957] нашли, что при гидролизе 4-нитрофениловых эфиров оптимум активности наблюдается для соединений с 4 атомами углерода в ацильной группе.

На рис. 6.6 изображена схема строения активного центра карбоксилэстеразы из печени лошади, предложенная Уэббом для объяснения результатов, приведенных в табл. 6.5. Хотя эстеразный участок связывает сложноэфирную группировку субстрата и, следовательно, определяет расположение молекулы, однако связывающая сила у него меньше, чем у ацильного и алкильного участков. Поскольку последние взаимодействуют с неполярными цепями, главную роль в связывании субстрата должны играть вандерваальсовы силы. Толщина линий штриховки на схеме качественно характеризует величину сил взаимодействия на разных участках. Алкильный участок изображен сравнительно небольшим; он заполнен к-бутильной цепью или фенильным кольцом. На ацильной стороне показан вторичный ацильный участок, который сильно увеличивает связывание субстрата, но уменьшает реакционную способность из-за нарушения ориентации в эстеразном участке. Несомненно, чю это слишком упрощенная картина, поскольку, как было показано, фермент активируется субстратом [2605, 4518], по крайней мере если субстратами являются ароматические эфиры. Далее, реакция проходит через стадию ацилфермента [4518], и измеряемая величина V в случае относительно менее реактивных субстратов характеризует стадию образования этого ин-термедиата, а в случае более реактивных субстратов — предельную скорость гидролиза ацилфермента.

си сн,снгсн,снг сн.соо сн;сн,сн;сн

Вторичный

ацильный

участок

Первичный ацильный участок

>з а Первичный

3 g алкильный

о цчасток

as у

Рис. 6.6. Возможная конфигурация активного центра карбоксилэстеразы [5011].

Специфичность действия ферментов Холинэстеразы

Ферменты, гидролизующие эфиры холина, относятся к группе сериновых ферментов, сильно ингибируемых DFP; они инги-бируются также алкалоидом эзерином (гл. 8). Хотя эти ферменты были предметом интенсивного исследования, только небольшое число их получено в высокоочищенном состоянии (см. обзоры [185, 186, 1444]). В работах Менделя и сотр., опубликованных в 1943 г. [3123, 3124], было впервые высказано предположение о том, что существуют два основных типа этих ферментов. Мендель

страница 81
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88

Скачать книгу "Ферменты. Том 1" (3.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(16.09.2019)