Специфичность - фермент
Cтраница 2
Специфичность ферментов сыворотки изучена Аугустинссоном и Хеймбургер на примере неочищенной плазмы кролика и фракции сыворотки человека. Даже беглый взгляд, брошенный на последнюю графу, в которой дано отношение активностей для разных субстратов, говорит о том, что оба препарата не идентичны друг другу. Опыты со смешанными субстратами показали, что табун, ДФФ и параоксон в обоих препаратах гидролизуются одним и тем же ферментом, тогда как гидролиз ТЭПФ протекает под действием отдельного фермента. [16]
Причины специфичности ферментов до конца еще не изучены, однако установлено, что решающее влияние на этот фактор оказывает белковая часть молекулы фермента. [17]
Проблеме специфичности ферментов посвящено очень большое число исследований. В идеале для таких исследований требуется серия структурных аналогов субстрата, подобранная с таким расчетом, чтобы каждая из групп, принимающих участие в данной реакции, у какого-нибудь из аналогов была модифицирована. Изучение кинетических параметров реакции, протекающей с участием модифицированного субстрата, позволяет оценить влияние модификации на процесс связывания субстрата и на способность субстрата атаковаться данным ферментом. Кроме того, для таких исследований требуются тщательно очищенные субстраты, чтобы исключить возможность реакции за счет примесей. [18]
Чем обусловлена специфичность ферментов. [19]
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. [20]
При исследовании специфичности ферментов выяснилось, что молекула субстрата должна обладать двумя основными структурными особенностями. Во-первых, она должна содержать специфическую химическую связь, которую фермент мог бы атаковать, и, во-вторых, в неи должна-ггрисутствовать та ИЛи иная функциональная группа, называемая связывающей группой, которая способна связываться с ферментом и ориентировать молекулу субстрата в активном центре таким образом, чтобы атакуемая связь субстрата была правильно расположена по отношению к каталитической группе фермента. [22]
Блестящим примером специфичности ферментов может служить их действие на молекулы, состоящие из абсолютно одинаковых, но различно расположенных в молекуле атомов. Такие близкие химические соединения называются изомерами. В 1860 г. Пастер обнаружил, что винная кислота - побочный продукт брожения вина - существует в двух формах. Если пропустить пучок поляризованного света через кристаллы винной кислоты, то некоторые из них будут вращать плоскость поляризации вправо, а другие - влево на одинаковое число градусов. Так как химический состав винной кислоты обоих типов абсолютно одинаков, то это различие, очевидно, зависит лишь от разницы в расположении атомов. [23]
Менее однозначной является специфичность ферментов по отношению к положению и конфигурации трансформируемой группы. С другой стороны, выделенная из P. Не исключена возможность, что отсутствие специфичности по отношению к конфигурации окисляемой группы объясняется в данном случае недостаточной чистотой препарата, в котором содержится также фермент, катализирующий побочную реакцию. [24]
Таким образом, специфичность фермента обусловливается его конфигурацией, строением и электрическими свойствами активной группы фермента. [25]
Различают три вида специфичности ферментов: абсолютную, когда фермент действует только на одно определенное вещество, например, фермент уреаза разрушает только мочевину, фермент инвер-таза расщепляет только дисахарид сахарозу, не затрагивая мальтозу, лактозу и другие дисахариды; относительную, когда фермент обладает более широким диапазоном действия, как, например, фермент пепсин, действуя на пептидные связи, способен расщеплять разнообразные белковые вещества, а фермент трипсин гидроли-зует не только пептидные, но и эфирные связи; оптическую, или стереохимическую, когда действие фермента проявляется только на одном стереоизомере, например, ос-глюкозидаза действует только на а-глюкозиды, но не на Р - ГЛЮКОЗИДЫ. [26]
Различают три вида специфичности ферментов: абсолютную, когда фермент действует только на одно определенное вещество, например фермент уреаза разрушает только мочевину и ничего больше, фермент инвертаза расщепляет только дисахарид сахарозу, не затрагивая мальтозу, лактозу и другие дисахариды; относительную, когда фермент обладает более широким диапазоном деист вия, как например фермент пепсин, который, действуя на пептидные связи, способен расщеплять разнообразные белковые вещества, а фермент трипсин гидролизует не только пептидные, но и эфирные связи; оптическую, или стереометрическую, когда действие фермента проявляется только на одном стереоизо-мере, например р-глкжозидаза действует только на р-глюкозиды, но не на ct - глюкозиды. [27]
Чрезвычайно сложна проблема специфичности протеолитиче-ских ферментов. Раньше считали, что специфичность протеаз определяется размерами частиц субстрата, и по этому признаку разделяли их на протеиназы и пептидазы. После изучения свойств этих групп ферментов с помощью низкомолекулярных синтетических субстратов стало ясно, что определяющим моментом реакции является природа аминокислотных боковых цепей и других радикалов, соседних с гидролизуемой связью. Фермент гидроли-зует только те связи, которые удовлетворяют его структурным требованиям. Среди протеаз на основании их специфичности различают две группы: эндопептидазы, расщепляющие пептидную цепь белка в средних участках и гидролизующие ее на более мелкие фрагменты, и экзопептидазы, которые не могут расщеплять связей в середине цепи, а действуют последовательно, отщепляя одну за другой концевые аминокислоты - либо с амин-ного, либо с карбоксильного конца цепи. При расщеплении белка эндо - и экзопептидазы действуют как бы синхронно: первые образуют значительное число свободных концов, вторые влияют на образовавшиеся фрагменты. [28]
Высокая каталитическая активность и специфичность ферментов объясняются слитным механизмом каталитического процесса и сложным строением молекул ферментов с наличием ряда адсорбционных центров, обеспечивающих оптимальную ориентацию молекул реагентов по отношению к каталитически активным группам фермента. Молекулы реагентов образуют с активными центрами фермента цепочки перераспределения связей с одновременным сопряжением нескольких этапов химического превращения и значительной компенсацией энергии разрыва старых связей. Следует заметить, что теория ферментативных реакций еще только создается, а в механизме действия ферментов много неясного. [29]
Какое биологическое значение имеет специфичность ферментов. [30]
Страницы: 1 2 3 4