Структура - активний центр - фермент - велика енциклопедія нафти і газу, стаття, сторінка 1
Структура - активний центр - фермент
Структура активного центру ферменту являє собою частину третинної структури. Зменшення активності ферментів пов'язане з руйнуванням значної частини водневих зв'язків, що призводить до руйнування вторинної та третинної структури. Якщо вдається повернути білок до первісної тривимірну структуру, то ферменту повертається каталітична активність. [1]
Комплементарність структури активного центру ферменту структурі субстрату лежить, отже, в основі як високої активності, так і виразною субстратної специфічності ферментів. [2]
До сих пір структура активного центру ферментів не пояснив, проте доведено, що активний центр має відносно невеликі розміри, а, головне, у ряду ферментів є один центр. Виявилося, що деякі похідні фторфосфорной кислоти, наприклад діізопропіл-фторфосфат, повністю інактів-вують хімотрипсин, якщо на одну молекулу білка впливають однією молекулою інгібітору. Подібний ефект був знайдений також у трипсину, еластази, тромбіну і у ряду інших ферментів. Деякі відомості про кількість активних центрів можна отримати, визначаючи кількість простетических груп в молекулі каталізатора, наприклад флавинових, гемінових груп або атомів металу. [3]
Каталітична роль - все клітинні каталізатори: білки (активні центри ферменту), структура активного центру ферменту і структура субстрату - точно відповідають один одному. [4]
Зміна ферментативної активності білка-ферменту (Е) в даному випадку пов'язано зі змінами його конформації при взаємодії з кінцевим продуктом реакції (L-ізолейцин), які призводять до зміни структури активного центру ферменту. Взаємодія активного і аллостеріческого центрів носить кооперативний характер. [5]
Книга представляє інтерес і для біохіміків, які знайдуть у ній багато свіжого матеріалу з порівняльної ензимології (особливо в тому, що стосується загальних механізмів і особливостей функціонування кіслородпереносящіх білків і ферментів азотного метаболізму у організмів різного еволюційного рівня), і для хіміків, які працюють в області каталізу комплексами металів, для яких структури активних центрів ферментів є зразком при пошуку оптімалних синтетичних каталізаторів. [6]
Освіта активного комплексу вимагає певної енергії активації. Структура активного центру ферменту являє собою частину третинної структури. [7]
Залежно від будови ацильної частини швидкість гідролізу ацілферментов різниться більш ніж в 104 разів, в той час як в реакції лужного гідролізу ці відмінності досить невеликі. Структура активного центру ферменту задає необхідні просторові співвідношення, що визначають реакційну здатність ац ілфермента. Було виявлено, що в той час як ацілферментное проміжне з'єднання, утворене транс-стереоізомером кислоти, гідролізується протягом хвилини, ацил-фермент в г ис-стереоформе є практично стабільний, каталітично неактивний продукт. [8]
У 1958 р Кошланд [6, 7] сформулював теорію примусової комплементарності, згідно з якою необхідний контакт функціональних груп субстрату з активним центром ферменту виникає в ході самого взаємодії з формуванням фермент-субстратного комплексу. При цьому, очевидно, відбувається перебудова структури активного центру ферменту. [9]
Кошланд і спостережувані експериментально в окремих випадках. Аллостерічеський інгібітор, мабуть, викликає спрямований кон-формаційний перехід, що приводить до порушення структури активного центру ферменту і тим самим до його часткової або повної інактивації. [10]
Ферменти природного походження, будучи каталізаторами біохімічних реакцій, відрізняються від звичайних хімічних каталізаторів високу специфічність, в силу якої діють строго на одне речовина (субстрат) або дуже невелике число близьких за хімічною структурою речовин. Дана особливість забезпечується унікальною структурою активних центрів ферментів, що визначають ефективність зв'язування тільки зі своїм субстратом і виключають зв'язування інших речовин. Класичним постулатом етимології є стерическое відповідність структури молекули субстрату структурі активного центру ферменту. тобто кожен фермент підходить до субстрату, як ключ до відмикає замку. У той же час ступінь специфічності ферментів варіює. Прийнято розрізняти абсолютну, абсолютну групову, відносну групову і оптичну види специфічності. Абсолютна передбачає тільки спорідненість до одного субстрату, що не взаємодіючи навіть зі спорідненими за структурою субстратами. Прикладом може служити фермент уреаза (карбамідаміногідролаза), що каталізує гідроліз сечовини. [11]
Ферменти природного походження, будучи каталізаторами біохімічних реакцій, відрізняються від звичайних хімічних каталізаторів високу специфічність, в силу якої діють строго на одне речовина (субстрат) або дуже невелике число близьких за хімічною структурою речовин. Дана особливість забезпечується унікальною структурою активних центрів ферментів, що визначають ефективність зв'язування тільки зі своїм субстратом і виключають зв'язування інших речовин. Класичним постулатом ензімо-логії є стерическое відповідність структури молекули субстрату структурі активного центру ферменту. тобто кожен фермент підходить до субстрату, як ключ до відмикає замку. У той же час ступінь специфічності ферментів варіюється. Прийнято розрізняти абсолютну, абсолютну групову, відносну групову і оптичну види специфічності. Абсолютна передбачає тільки спорідненість до одного субстрату, що не взаємодіючи навіть зі спорідненими за структурою субстратами. Прикладом може служити фермент уреаза (карб-даміногідролаза), що каталізує гідроліз сечовини. [12]
Одним з найбільш важливих напрямів використання фторсодер-службовців з'єднань є застосування їх в якості лікарських препаратів. Істотну роль грають сполуки фтору і в біологічній науці. Використання мічених фтором з'єднань дозволяє вивчати процеси метаболізму, механізми ферментативних реакцій, структуру активних центрів ферментів в зв'язку з чим число такого роду досліджень останнім часом швидко збільшується. [13]
Воєводський уявлення про колективний характер взаємодій в разі биокатализа подібні до сучасних уявлень про поліфункціональної структурі активного центру ферменту. Вивчення ряду комплексів заліза - від гідратованого іона до його складного белковопорфірінового комплексу, каталази - виявило особливу роль ді-мірних утворень, ассоциатов іонів металів в окислювально-відновному каталізі. [14]
Участь АТФ в різних ферментативних реакціях пояснюється головним чином здатністю атома фосфору в фосфатной групі АТФ приєднувати електрони. Для атаки нуклеофильного агента на АТФ необхідна присутність специфічних ферментів і зазвичай катіонів двовалентних металів. Досить імовірно, що при перетворенні термодинамічно активного АТФ в кінетично активну форму має відбуватися деяка зміна структури активного центру ферменту і, зокрема, освіту внутрішньокомплексних з'єднань. Однак, крім АТФ, такими властивостями володіють і інші сполуки, і тому потрібно розглянути роль інших макроергічних сполук. [15]
Сторінки: 1 2