Биологический каталог




Ферменты. Том 1

Автор М.Диксон, Э.Уэбб

некоторых случаях реакция одного и того же типа катализируется двумя или более ферментами; при этом обнаруживаются различные оптимумы в отношении длины цепи: один фермент действует на низшие, а другой — на

Специфичность действия ферментов Гтщерофосфат-ацилтраисфераза СоА-траясфераза 3-кето— (КФ 2.3.1.15) кислот (КФ 2.8.3.5)

из печени морской свинки [2551] из сердца свиньи [4486]

Щ 100 §• то

-с «и 1 - -

1 1 § о , ...1 III ,

0 5 10 15 20 С 5 10 15 Число атомов С в переносимой Число атомов С ацильной группе

Карбоксилжтераза

(КФ 3.1.1.1)

из печени лошади [50)i\ в /i-кетокислопш, взаимодействующей с СоА

5 10 15 20 Число атомов С в алкильной группе

/

Карбоксилэстераза Амидаза Арилациламидаза

1КФ 1.1.1.1) (КФ 3.5.1.4) (КФ 3.5.1.13)

из печени лошади[5011] из печени кролика [S38] из пачек курицы [3430]

Число атомов С Число атомов С Число атомов С

в ацильной группе в алкильной группе в N-ацильной группе

Пирувотдекарбаксилаза (КФ 4.1.1.П

из дрожжей [2503}

iioor

5 10 15 Число атомов С в сс-кетокислоте Бутирил-СоА-синтетаза (КФ 6.2.1 2) из печени быка [2942]

)00

5 10 15 Число атомов С в оцильной группе Анил-СоА-синтетаза (КФ 6.2.1.3)

из печени морской свинки [2550] 100

А

5 10 15 20 Число атомов С я ацильной группе

Рис. 6.8. Влияние длины алкильных и ацильных группировок в субстрате на скорость различных ферментативных реакций. Во всех случаях использованы субстраты типа CHS(CH2)„X. Активность выражена в процентах от скорости, полученной с наилучшим субстратом. Относительная скорость

со .с

М-

q 2 * 5 Q со

1"

Относительная скорость

or-1-1 ы

I_ в с

Относительная скорость

1 1

=s=r

= e1

та - с •a

a о

сч

CO

a a

g 3 S

о °

я S

c Э

ii

p

5 Oi О

г о 1.1

СО Сл! (Ъ

5 * С ?

I-1 ^

сл а г*1 S

a is 01 § §

о

„ ? 3; о i.

а * й

S о

8, •© "

03 •с

f-- с

Q

о

онп UlD

О

г

Q Q

О CO

Э

4) &

г s

137 5

t4i с

о P

о

a

Ol -

1 to S.

2 feiffl

Специфичность действия ферментов высшие члены одной и той же серии субстратов (ср., например, дегидрогеназы КФ 1.3.99.2—3, а также синтетазы КФ 6.2.1.2—3). Интересно отметить, что ширина пика кривой довольно сильно варьирует; в некоторых случаях при увеличении или уменьшении длины цепи на два углеродных атома (по сравнению с оптимальной длиной) скорость ферментативной реакции уменьшается вдвое, тогда как в других случаях для такого падения скорости необходимо изменение длины цепи не менее чем на шесть углеродных атомов. Несколько неожиданным представляется то обстоятельство, что отчетливо выраженный оптимум приходится иногда на цепи с большим числом углеродных атомов (примером такого фермента может служить ацилтрансфе-раза КФ 2.3.1.15).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Явление специфичности ферментов проливает свет на механизм взаимодействия фермента с субстратом, и всякая теория ферментативного действия должна учитывать экспериментальные данные по изучению специфичности. В большинстве случаев, для того чтобы вещество могло соединиться с активным центром данного фермента, необходимо строго определенное расположение химических груш? в молекуле этого вещества. Однако не все вещества, имеющие необходимую для взаимодействия структуру, могут после соединения с активным центром фермента претерпевать превращения. К структуре конкурентных ингибиторов, также способных связываться с активным центром фермента, предъявляются менее строгие требования, нежели к структуре субстратов. Мерой специфичности ферментов служат размер и сложность тех структур в химическом соединении, которые обеспечивают этому соединению функцию субстрата. Ферменты, для действия которых необходимо присутствие в молекуле субстрата какой-нибудь небольшой группировки или сравнительно простой структуры (например, эфирной связи), считаются относительно малоспецифичными, а ферменты, требующие большой и сложной группировки, такой, как NAD, относятся к высокоспецифичным.

Связывание высокоспецифичных ферментов со своими субстратами, имеющими сложную структуру (т. е. большое число функциональных групп, расположенных на определенном расстоянии друг от друга), должно происходить одновременно во многих точках. Такой множественный контакт объясняет удивительную стереоспецифичность, наблюдаемую у ферментов, специфичность, которая выражается иногда в способности различать даже химически идентичные группы в симметричных молекулах. Как мы увидим в следующей главе, во многих теориях ферментативного действия постулируется деформация моГлава 6

лекулы субстрата в результате присоединения ее к ферменту в двух или более точках.

Минимальная структура, обеспечивающая соединение субстрата с ферментом, равно как и химическая природа групп, осуществляющих это соединение, неодинаковы у разных ферментов. Из этого следует, что в образовании фермент-субстратного комплекса могут участвовать различные силы. В тех случаях, когда в молекуле субстрата должны присутствовать заряженные группы, связывание может происходить главным образом за счет электростатических сил; если взаимодействие обусловлено только электростатическими силами, то распределение зарядов на поверхности молекул фермента и субстрата должно, очевидно, быть комплементарным. Однако часто субстрат не содержит заряженных групп, и тогда взаимодействие фермента с субстратом должны обусловливать другие силы. У ферментов, действующих на различные сахара, возможность образования фермент-субстратного комплекса зависит от расположения гидроксильных групп в молекуле сахара; в этом случае соединение фермента с субстратом следует, по-видимому, объяснить образованием водородных связей. В других случаях даже водородные связи должны быть исключены (как, например, у ферментов, специфичных по отношению к углеводородным цепям определенной длины), и взаимодействие можно приписать только вандерваальсовым силам (гидрофобное взаимодействие). Наконец, в немногих случаях (см., например, пероксидазы) соединение обусловливается образованием координационной связи между субстратом и атомом металла в молекуле фермента.

Оглавление

Предисловие редакторов перевода .......... 5

Предисловие . .............. 7

Из предисловия ко второму изданию.......... 9

Из предисловия к первому изданию.......... 10

Благодарности................ 12

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ..............13

Специальные термины.............18

Глава 2. МЕТОДИКА РАБОТЫ С ФЕРМЕНТАМИ..... 22

Измерение скорости ферментативных реакций...... 22

Типы методов, используемых при изучении ферментативных реакций ................. 25

Некоторые практические! соображения........ 26

Общие правила работы с ферментами........ 27

Исследование фермента............ 29

Удельная и молекулярная активности........ 31

Сродство фермента к реагирующим веществам..... 34

Методы количественного изучения ферментативных реакций . . 36

A. Спектрофотометрические методы....... 36

Б. Флуоресцентные методы.......... 40

B. Манометрические методы......... 40

Г. Электродные методы........... 41

Д. Поляриметрические методы......... 42

Е. Методы с отбором проб.......... 43

Глава 3. ВЫДЕЛЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ......... 45

Значение очистки ферментов........... 45

Методы очистки.............. 47

A. Методы определения ферментативной активности ... 47 Б. Общие приемы............ 48

B. Источник фермента........... 51

Г. Экстракция............. 52

Методы фракционирования........... 54

A. Фракционное осаждение при изменении рН 56 Б. Фракционная денатурация нагреванием..... 56

B. Фракционное осаждение органическими растворителями . 57

Г. Фракционирование солями......... 58

Д. Фракционная адсорбция.......... 61

Е. Колоночная хроматография......... 63

388 Оглавление

Ж- Электрофорез............. 67

3. Кристаллизация............ 71

И. Чередование методов фракционирования..... 72

К. Другие методы............ 74

Л. Концентрирование............ 75

Критерий чистоты ферментов.......... 76

Затруднения, встречающиеся при работе с чистыми ферментами . 80

Глава 4. КИНЕТИКА ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТОВ...... 82

Значение исследования кинетики действия ферментов ... 82

Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций . . 83

A. Влияние концентрации фермента....... 83

1. Вогнутые кривые v — [Е]......... 84

2. Выпуклы^ кривые v — [Е]........ 87

Б. Влияние концентрации субстрата ....... 92

Ферментативная кинетика односубстратных реакций . . 92

Теория Михаэлиса........... 92

Теория стационарного состояния ....... 95

Кинетические уравнения для ферментов, действующих на

два и большее ч

страница 87
< 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
(20.11.2018)