Cтраница 3
Было сделано еще одно открытие, которое явилось не менее обескураживающим, чем получение кристаллических ферментов. Дело в том, что в кристаллических ферментах не было обнаружено никаких следов специальных активных группировок, т.е. коферментов или простетических групп. Из доказательства белковой природы ферментов и факта существования ферментов, для проявления активности которых совсем не обязательно присутствие специальных активных группировок, следовало, что разгадку специфических биокаталити - ческих свойств ферментов следует искать в самой их структуре, в структуре белковой молекулы. [31]
Помимо образования прочных комплексов, по-видимому, могут существовать лабильные комплексы ауксинов с белками. Фрид и другие ( Freed, Reithel, Remmert, 1961) в модельных опытах с кристаллическими ферментами показали, что 2 4 - Д адсорбируется на поверхности молекул ферментов, в результате чего изменялась структура белка, что регистрировалось по характеру флуоресценции. [32]
Успехи в изучении структуры белков, и в частности лизоцима, в кристаллическом состоянии методами рентгеноструктурного анализа неизбежно повлекли за собой вопрос о том, насколько третичная структура фермента, и в особенности его активного центра, в кристалле близка к таковой в растворе. С другой стороны, определенные ограничения в подвижности фермента в кристалле, а также взаимные стерические влияния молекулы в кристаллической решетке ( возможно, различные для разных полиморфных модификаций кристаллического фермента) могут, вообще говоря, сказываться на топографии активного центра, доступности его по отношению к молекулам субстрата и эффекторов и в целом на механизме ферментативного катализа. [33]
Ферментные белки могут быть получены в кристаллических состояниях. В настоящее время известно около 200 кристаллических ферментов. Всякие воздействия, нарушающие упорядоченную структуру белка, такие, как повышение температуры, действие некоторых растворителей, приводят к его денатурации. Денатурированные белки не способны кристаллизоваться и теряют свойства ката-4 лизаторов. [34]
Ферменты являются катализаторами реакций, протекающих в живой материи. В настоящее время многие ферменты выделены в виде чистых кристаллических веществ. Оказалось, что некоторые из этих кристаллических ферментов являются чистыми протеинами; таковы пепсин - один из протеолитических ферментов, катализирующий гидролиз пептидной связи ( - СО - NH -) в протеинах, и уреаза, катализирующая гидролиз мочевины. Другие ферменты содержат, помимо самого протеина, простетическую группу, существенную для каталитической активности; часто про-стетическая группа представляет собой флавин, как в различных ферментах, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, или гематин, как в каталазе или пероксидазах, катализирующих некоторые реакции перекиси водорода. Некоторые другие ферменты активны только тогда, когда, помимо субстрата, присутствует кофактор. Кофактор, подобно ферменту, принимает участие в катализируемой ферментом реакции, однако он не разрушается; он может иметь простое химическое строение типа неорганического иона, и тогда его называют активатором, или же представлять сложную органическую молекулу, известную под названием кофермента. Кофакторы, по-видимому, действуют подобно простетическим группам ( или части таких групп), которые легко отделимы от фермента. Хотя различие между кофакторами и про-стетическими группами в пределах фермента имеет важное значение с точки зрения биологии, оно может быть весьма искусственным, когда речь идет о механизме катализа. [35]
Эти результаты ( см. рис. 42) интересно сопоставить с данными по структуре кристаллического химотрипсина. Согласно Стейтцу и др. [66], гидрофобная полость в кристаллическом ферменте ( см. рис. 9) действительно узка ( 3 5 - 4 А) и длина ее не превышает 10 А. Таким образом, рентгеновские исследования структуры кристаллического фермента [66] и кинетические исследования его субстратной специфичности в водном растворе [21] привели к взаимно согласующимся данным о геометрии активного центра химотрипсина. [36]
Было сделано еще одно открытие, которое явилось не менее обескураживающим, чем получение кристаллических ферментов. Дело в том, что в кристаллических ферментах не было обнаружено никаких следов специальных активных группировок, т.е. коферментов или простетических групп. Из доказательства белковой природы ферментов и факта существования ферментов, для проявления активности которых совсем не обязательно присутствие специальных активных группировок, следовало, что разгадку специфических биокаталити - ческих свойств ферментов следует искать в самой их структуре, в структуре белковой молекулы. [37]