Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Стадии комплексообразования субстратов с активными центрами ферментов

В настоящее время при использовании методов нестационарной кинетики [270-279] были непосредственно измерены константы скорости процессов образования промежуточных соединений для большого числа ферментативных систем. Эти данные в табличной форме собраны в работе [254].

Результаты статистического анализа констант образования (k1) и обратного распада (k-1) фермент-субстратных комплексов приведены на рис. 10 и рис. 11 соответственно. "Типичная" константа скорости образования фермент-субстратного комплекса равна 107 М-1⋅с-1. Это в 103 раз ниже константы скорости диффузионно-контролируемого процесса. Анализ диффузионно-контролируемых стадий в ферментативных реакциях дан в работах [265, 266].

Бимолекулярые стадии ферментативных реакций, величины константы скорости которых лежат в диапазоне 1010-108 М-1⋅с-1, попадают в разряд реакций, контролируемых диффузией реагентов в растворе. Как видно из рис. 11, в большинстве случаев константы скорости образования фермент-субстратных комплексов существенно ниже этого предела. В ряде случаев наблюдается высокая чувствительность этой константы скорости к структуре органического лиганда.

Так, введение в аспарагиновую кислоту метильной группы почти в 104 раза уменьшает константу скорости комплексообразования этого субстрата с активным центром аспартатаминотрансферазы [279]. При переходе от профлавина к родамину 6G процесс комплексообразования лиганда с активным центром химотрипсина замедляется почти в 106 раза, в то время как константа равновесия изменяется лишь в 2-4 раза [280]. Интересно отметить, что аналогичный эффект резкого изменения константы скорости образования молекулярных комплексов при изменении структуры лиганда был найден при исследовании модельной системы взаимодействия некоторых азокрасителей с циклодекстранами [281]. При замещении 3′водорода в 4-оксифенилазо-1-нафталин-4-сульфоне на этильную группу константа скорости комплексообразования уменьшается более чем в 103 раз при сохранении неизменной константы равновесия процесса. Такого рода соединения представляют собой молекулярные комплексы "включения".

Эффекты существенного уменьшения константы скорости образования фермент-субстратного молекулярного комплекса по сравнению с диффузионно-контролируемым предельным значением и чувствительности константы скорости комплексообразования к структуре лиганда обсуждаются в работе [280]. Для объяснения этих эффектов предложено два принципиально различающихся механизма.

А. Первый механизм предполагает наличие "жесткой" конформации связывающего центра, находящегося на поверхности белковой глобулы. В этом случае малое значение константы скорости следует объяснить высокими стерическими затруднениями при образовании комплекса со сложно организованной структурой активного центра. Необходимость высокой ориентации лиганда при образовании комплекса должна приводить к малому значению предэкспоненциального множителя в выражении для константы скорости процесса. Что касается энергии активации, то ее значение должно быть мало, как и для всех процессов, контролируемых диффузий.

Б. Альтернативный механизм комплексообразования более сложен. Он исходит из модели активного центра, расположенного внутри белковой глобулы. Возможность достижения субстратом или эффектором комплексующего центра связана с конформационными изменениями активного центра в переходном состоянии комплексообразования. Образовавшийся комплекс представляет собой фактически соединение "включения". Известно, что конформационные изменения в белках характеризуются, как правило, значительными изменениями энтальпии [282]. Поэтому следует ожидать, что такому механизму комплексообразования присущи высокие значения энергии активации.

Очевидно, что выбор между альтернативными механизмами можно сделать на основе изучения температурной зависимости кинетики комплексообразования. К сожалению, в литературе практически отсутствуют данные по температурным зависимостям кинетики образования фермент-субстратных и фермент-ингибиторных комплексов. Однако существуют примеры, показывающие, что механизм комплексообразования, обладающий характерными чертами механизма "включения", возможен. Так, энергия активации комплексообразования родамина 6G с активным центром химотрипсина равна 17±1 ккал/моль [280], в то время как энергия активации процессов, контролируемых диффузией, определяется в основном температурной зависимостью коэффициентов диффузии и не превышает 2-3 ккал/моль. Это свидетельствует в пользу механизма, связывающего энергетический барьер комплексообразования с термодинамически невыгодной конформационной перестройкой активного центра в переходном состоянии образования комплекса.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



ИНТЕРЕСНО:

Ученые научились наблюдать за сверхбыстрыми химическими процессами

Почему на Западе периодическую таблицу никак не связывают с именем Менделеева

Люминесцентные наночастицы открыли новый этап в истории дактилоскопии

Нобелевская премия по химии присуждена за развитие криоэлектронной микроскопии

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'