Пользовательский поиск

Влияние конформационных изменений активных центров ферментов

Изучение конформационных изменений ферментов можно проводить на основании уравнения Вант-Гоффа для константы равновесия или уравнения Аррениуса для константы скорости.

Продолжение ниже

Ферменты в нетрадиционных средах. Мицеллярная энзимология

Ферменты в естественных условиях работают в водной среде или на границе раздела фаз мембрана — водная среда. Развитие ме­тодов химической ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Если принять, что взаимодействие каталитического участка С с реакционным участком X субстрата для обоих случаев происходит одинаково, то особенность структуры переходного состояния в первом случае заключается в образовании дополнительной связи A—Rs. Это должно приводить к стабилизации указанного переходного состояния и, естественно, к уменьшению свободной энергии активации каталитического процесса. Предполагается, что структура связи в переходном состоянии С—Х для обоих путей реакции одинакова. Соответствен­но образование активированного комплекса в обоих случаях характеризуется одинаковой свободной энергией активации A GЈ. Активационный барьер реакции при переходе от исходного субстрата к активированному комплексу не зависит от пути реакции.

Таким образом, простое кинетико-термодинамическое рассмотрение ферментативной реакции в рамках двухцентровой модели предсказывает, что должна существовать корреляция между способностью субстрата образовывать внутримолекулярный комплекс с сорбционным подцентром активного центра и его реакционной способностью. Это предсказание было проверено для ряда ферментов и блестяще подтвердилось. Наиболее полная картина получена для а-химотрипсина. Для этого фермента была исследована реакционная способность субстратов различной структуры как на стадии образования ацилфермента, так и на стадии десцилирования.

Для а-химотрипсина, как и для многих других ферментов, известно большое количество модельных субстратов. В частности, исследована кинетика гидролиза эфиров N-ацилированных L-аминокислот.

В то время как скорости реакций щелочного гидролиза субстратов в представленном ряду изменяются незначительно и несистематически, скорость реакции ферментативного гидролиза эфиров при переходе от глицина к фенил-аланину возрастает в 10 раз. При этом наблюдается систематический рост константы ккатм с увеличением длины радикала R1 на одну группу СН2 и соответственно с увеличением гидрофобности заместителя. Возникла гипотеза, что это систематическое изменение реакционной способности связано с гидрофобностью радикала R1; т.е. с его возможностью быть «экстрагированным» в гидрофобную микрофазу активного центра. Действительно, если построить график зависимости lg кагм) от константы гидрофобности п Ганша, будет получена строгая линейная корреляция. Тангенс угла наклона графика равен 2.

В соответствии с двухцентровой моделью в указанном ряду субстратов а-химотрипсина происходит сорбция реакционнонеспособного фрагмента субстрата «узнающим» участком активного центра за счет гидрофобных взаимодействий и в результате снижения активационного барьера реакции. Напомним, что кинетический механизм ферментативной реакции включает равновесную стадию образования комплекса (Ks), стадии ацилирования Ser-195 (k2) и гидролиза ацилфермента 3).

Таким образом, в случае а-химотрипсина имеем идеальный пример использования гидрофобной сорбции фрагмента субстрата для снижения активационного барьера химической стадии процесса.

Зная константы скоростей и равновесий, можно построить профили изменения свободных энергий для ферментативного превращения субстрата по координате реакций. Условно принято, что для обоих субстратов исходные состояния одинаковые. Различие в свободной энергии активации на химических стадиях ацилирования и деацилирования для двух разных субстратов достигает 30,2 кДж/моль, что соответствует различию в реакционной способности в 105 раз.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".