Cтраница 3
При использовании LiAlH4 прибавление эквимолярного количества А полностью подавляет восстановление. Добавление иодида лития или натрия полностью возвращает системе восстанавливающую способность. Из этого можно сделать вывод, что роль ионов металла чрезвычайно велика. [31]
Исследование металлокарбоангидраз химическими и кристаллографическими методами указывает на важность тонкого стеричес-кого соответствия при взаимодействии упорядоченных молекул растворителя с молекулой субстрата. Из сравнения активностей Со ( П) - и 7п ( П) - содержащих ферментов ( табл. 11) следует, что каталитическое действие сложным образом зависит от природы связи металл-кислород, образуемой в области активного центра. Согласно предположению Оргела [267] и Дженкса [268], роль иона металла в белке заключается в увеличении кислотности связанной молекулы воды. [32]
Предложено много гипотез, касающихся роли ионов металла в ферментативных реакциях. Не рассматривая эти гипотезы подробно, отметим основные общие положения: 1) металл способствует связыванию субстрата с ферментом и входит в состав активного центра; 2) комплекс металла с субстратом является фактически активированным субстратом и 3) образование комплекса между металлом и функциональными группами белка способствует поддержанию третичной структуры белка в кон-формации, необходимой для выполнения каталитической функции. Клотц [187], основываясь на данных об участии ионов металлов в связывании пиркдин-2 - азо-л-диметиланилина сывороточным альбумином быка, предположил, что для пептидаз, требующих наличия иона Мп ( П) - слабого комплексообразователя, роль иона металла состоит не в связывании субстрата в основном состоянии. [33]
Ориентируя и активируя за счет комплексообразования молекулы конденсируемых веществ, ион металла выполняет роль своеобразной матрицы, определяющей строение образующегося соединения. В том случае, когда ион металла ускоряет протекание тех или иных стадий реакции, способствуя образованию конечного продукта, принято говорить о кинетическом темплатном эффекте. Если роль иона металла заключается в смещении равновесия за счет связывания образующегося продукта, это классифицируется как термодинамический темплатный эффект. Конечный результат в обоих случаях одинаков: добавка темплатного агента позволяет получить соединение, которое без такой добавки не образуется или образуется с более низким выходом. Следовательно, роль иона металла состоит не только и не столько в прямом подавлении побочных процессов, сколько в направлении реакции по выгодному для него пути. В случае термодинамического темплатного эффекта синтезируемое соединение представляет собой весьма прочный комплекс. При кинетическом темплатном эффекте может наблюдаться выделение свободного органического макроциклического соединения. [34]
В этом комплексе ион металла связан только с лигандом и участвует в катализе, не взаимодействуя непосредственно с ферментом. Описанию этих и других киназ посвящена гл. В двойном комплексе М2 с АТФ и АДФ как фосфатные группы, так и атомы азота пуринового кольца образуют координационные связи с ионом металла [14, 15] ( ср. Следовательно, роль иона металла в подобных комплексах с мостиковым субстратом может заключаться в активации атома фосфора, по которому протекает атака. Исключение, по-видимому, составляет тетрагидрофолатсинтетаза [13] ( разд. Примеров мостиковых комплексов с ингибитором ( активатором) в качестве мостика гораздо меньше, хотя влияние металлов на активность дТТФ ( ингибитор) и дЦТФ ( активатор) для дЦМФ - деами-назы может быть объяснено образованием комплексов с мостиковыми лигандами, так как эффекты активации и ингибирования проявляются в присутствии Са2, Mg2 и Мп2 [17] ( разд. [35]
Протекание большого числа ферментативных реакций невозможно в отсутствие ионов металлов, активно участвующих в каталитическом процессе. Природа ионов металлов, необходимых для проявления ферментативной активности, варьируется в широких пределах - от ионов щелочных металлов Na и К и двухзарядных ионов Са2, Mg2, Zn2, Fe2, Cu2, CcP и Ni2 до редко встречающихся многозарядных ионов ванадия и молибдена. Ионы металлов могут выполнять чисто структурные функции, однако чаще они прочно связаны с активным центром, принимая непосредственное участие в каталитической реакции. В этом случае роль иона металла может сводиться к стереоспецифическому образованию комплекса с молекулой субстрата, например с ее фосфатной группой. При катализе окислительно-восстановительными ферментами ион металла выступает в качестве переносчика электронов, осуществляя обратимый переход между двумя состояниями окисления. [36]
Возможно, наиболее важным понятием, связанным с координационными соединениями и контролирующим их, является льюи-швская кислотность иона металла. Это понятие будет рассмотрено в гл. Na, K, Ca2, Mg2, Ba2, А13) удерживаются вместе с электростатическими силами и их стереохимия определяется почти исключительно размером лиганда и зарядом на ионе металла. Устойчивости комплексных ионов изменяются параллельно с основностью протонов лигандов, и эффективная роль иона металла подобна таковой протона. Стереохимия комплексов переходных металлов более сложна, и в настоящее время не существует удовлетворительной эмпирической или теоретической модели для детального описания всех аспектов их структуры или даже стереохимии. Для многих из этих металлов ионная модель усложняется тем, что их электронные облака не имеют сферической формы ( эффекты кристаллического поля), а также, что подразумевается в их названии, очень значительным отступлением от ионного характера, связанным с переходом от ионной к ковалент-ной связи. [37]
Ориентируя и активируя за счет комплексообразования молекулы конденсируемых веществ, ион металла выполняет роль своеобразной матрицы, определяющей строение образующегося соединения. В том случае, когда ион металла ускоряет протекание тех или иных стадий реакции, способствуя образованию конечного продукта, принято говорить о кинетическом темплатном эффекте. Если роль иона металла заключается в смещении равновесия за счет связывания образующегося продукта, это классифицируется как термодинамический темплатный эффект. Конечный результат в обоих случаях одинаков: добавка темплатного агента позволяет получить соединение, которое без такой добавки не образуется или образуется с более низким выходом. Следовательно, роль иона металла состоит не только и не столько в прямом подавлении побочных процессов, сколько в направлении реакции по выгодному для него пути. В случае термодинамического темплатного эффекта синтезируемое соединение представляет собой весьма прочный комплекс. При кинетическом темплатном эффекте может наблюдаться выделение свободного органического макроциклического соединения. [38]