Cтраница 4
Грин подчеркивает четыре основных принципа биоэнергетики: 1) конверсия тепловой энергии в электромеха-нохимическую, осуществляемая белком, 2) способность энерги-зованного фермента поляризовать чувствительные связи в молекуле субстрата, выполняющей цикл поляризации и деполяризации, 3) сопряжение переноса групп, 4) энергетическое сопряжение посредством комплементарных, векторных потоков зарядов в центрах экзергонических и эндергонических реакций. Фермент считается упругой трехмерной средой, совершающей колебания как целостная система. Молекулы белка периодически переходят из растянутого состояния в сжатое и обратно с частотами порядка 103 - 106 с -, отвечающими частотам ферментативных реакций. В ходе этих колебаний происходит переход одной формы энергии в другую, возникает конформация, соответствующая выполнению специфической работы, и понижается активационный барьер реакции превращения субстрата в продукт. Фермент есть машина, превращающая тепловую энергию в электромеханохимическую в фазе энергизации и выполняющая обратное превращение в фазе дезэнергизации. Грин возлагает надежды на исследования медленных колебаний ферментов методом комбинационного рассеяния с использованием лазерной техники. [46]
Как указывалось выше, аденозиновые и уридиновые нуклеотиды участвуют как переносчики групп в реакциях с субстратами, находящимися на уровне окисления, соответствующем альдегидам и ацилам. Реакции переноса групп на уровне окисления, соответствующем спиртам, часто протекают с участием цитидиновых нуклеотидов. [47]
Примером таких исследований является изучение взаимодействия протеинов в фосфотрансферазной системе. При переносе фосфонатной группы в качестве промежуточного продукта должен образовываться комплекс из НРг и фактор III. Оба протеина независимо от того, находятся ли они в фосфорилированном или в нефосфорилированном состоянии, в принципе могут взаимодействовать один с другим. Следует ожидать, что протеины могут быть обнаружены в каждой из таких комбинаций, однако взаимодействие будет меньшим, если обе компоненты либо находятся в фосфорилированном состоянии, либо, напротив, в нефосфорилированном. Если в спектре ЯМР нефосфорилированного фактор III наблюдать за сдвигом резонансной линии гистидина в активном центре в зависимости от концентрации добавляемого нефосфорилированного НРг, то резонансная линия гистидина будет непрерывно смещаться в область сильных полей. [48]
А обозначает переносимую химическую группу, а В и X - соединения, осуществляющие обмен этой группой без изменения валентности. Одновременно происходит перенос группы В на Y. [49]
Данные о специфичности ферментов по отношению к субстратам также свидетельствуют о важности конформации. Протео-литические ферменты катализируют перенос групп ( например, воды при гидролизе) только к L-изомерам субстратов. D-изо-меры субстратов обладают способностью образовывать комплексы с этими ферментами, причем в ряде случаев эти комплексы даже стабильнее, чем комплексы с субстратами. Таким образом, D-субстраты являются ингибиторами. По-видимому, субстрат соединяется с активной поверхностью фермента по крайней мере в трех точках, так как если бы число критических точек равнялось двум, то между L - и D-субстратами в отношении связывания их с ферментом не было бы никакой разницы. Обладая собственной оптической активностью, ферменты могут катализировать синтез оптически активных продуктов из оптически неактивных субстратов. Функции фермента заключаются в том, что он связывает субстрат таким образом, что снижается свободная энергия активации данной реакции и она протекает с такой скоростью, которая приемлема для биологических условий. [50]
Хотя в органической химии нет ничего более распространенного, чем [1,2] - сдвиги, известны и многие примеры [1,3] - сдвигов. Сдвиг просто означает, что перенос группы происходит через атом. [51]