Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Супрамолекулярная химия Том 2 - Стид Дж.В.

Стид Дж.В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия Том 2 — М.: Академкнига, 2007. — 416 c.
ISBN 978-5-94628-307-6
Скачать (прямая ссылка): supromolekulyarnayahimiyat22007.djvu
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 136 >> Следующая


19-Стид Дж. В
9. Биомиметика

высокой сложности, в то время как технический прогресс в этой области и понимание таких процессов пока находятся на не сравнимо более низком уровне. Поэтому для достижения конечной цели нужно использовать несколько стратегий, среди которых выделим две главные:

1. Система, эффективно связывающая субстрат или его упрощенный аналог, или, что более правильно, аналог переходного состояния биологической реакции. Ее можно назвать структурной моделью.

2. Система (обычно межмолекулярная), в которой для осуществления реакции не требуется связывания субстрата. Ее можно назвать функциональной моделью.

Оба эти подхода дают простейшие модельные системы, которые, если они вообще способны осуществлять желаемую биологическую реакцию, делают это значительно медленнее и с меньшей селективностью, чем природный фермент и субстрат. По мере усложнения такой модельной системы желательно обеспечить выполнение ряда базисных требований, отмеченных Г. Дюга (Н. Dugas, 1989):

1. Модель должна иметь гидрофобный центр для связывания субстрата.

2. Модель должна обеспечивать центры водородного и/или электростатического связывания, которые комплементарны таковым в субстрате.

3. Модель должна содержать подходящие каталитические группы.

4. Структура модели должна быть строго определенной и жесткой.

5. Модель должна быть водорастворимой и каталитически активной при физиологических условиях.

Kirby A.J. Enzyme mimics // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1994. Vol. 33.

P. 551-553.

Q.2 Характеристики ферментов

Kim D.H. Supramolecular aspects of enzymes // Comprehensive supramolecular chemistry / Ed. J.L.Atwood, J.E.D.Davies, D.D.MacNikol, F.Vogtle. Oxford: Pergamon, 1996. Vol. 4. P. 503—526.

9*2 • I Определение и структура

Ферменты — это макромолекулы с молекулярной массой более 10 ООО Да. Они состоят из полипептидных цепей, которые, в свою очередь, являются полимерами аминокислот белка (см. Дополнение 2.2). Полипептидные цепи сворачиваются с образованием глобулярной структуры, содержащей щели и карманы на своей поверхности. Связывание субстрата при ферментативном катализе происходит в одном из этих карманов, называемом активным центром. Первоначальное связывание — термодинамически контролируемый равновесный процесс, который высокоселективен и обычно протекает по механизму индуцированного соответствия. Свя-
9.2. Характеристики ферментов

$771

зывание происходит посредством трехмерного контакта между ферментом и субстратом и включает гидрофобные взаимодействия, водородные связи, солевые мостики (ион-ион) и другие формы межмолекулярного взаимодействия. Связанные субстраты претерпевают химические превращения иногда при скоростях, приближающихся к скоростям диффузии, -IO8 с-1М-1 (реакция протекает настолько быстро, насколько субстрат достигает фермента в соответствии с градиентом локальной концентрации и термической флуктуацией). Суммарный процесс можно представить уравнением (9.1), где Е, S и P - фермент, субстрат и продукт соответственно. Отметим, что фермент регенерируется после завершения реакции, как это происходит в любом каталитическом процессе.

E + S ES р + E (9.1)

k\/kA = Ku. (9.2)

Специфичность и селективность данного фермента для конкурирующих субстратов зависят и от констант скорости и Zc1 для каждого субстрата (т.е. от константы равновесия), и от ксаГ Обычно эта связь выражается через константу специфичности кса/Ки. Таким образом, наиболее специфичные ферменты осуществляют катализ быстро и не нуждаются в особенно сильном связывании.

Структуру фермента можно подразделить на первичную, вторичную и третичную. Первичная структура — это последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи, которая задается при его синтезе. Вторичная структура определяется упорядочением цепей в дискретные единицы или сегменты, такие, как а-спирали и (3-слои (рис. 9.2), а третичная структура — это глобулярный белок, состоящий из вторичных структур. В формировании третичной структуры участвуют водородные связи, стэкинг- и гидрофобные взаимодействия (ср. мицеллы, разд. 10.2), а также часто — молекулы воды, которые глубоко погружены в фермент, где они заполняют небольшие полости и действуют как «клей», связывающий вторичные структуры. Именно третичная структура фермента ответственна за организацию центра связывания: это тоже наиболее гибкий компонент структуры фермента, позволяющий центру связывания деформироваться в ответ на связывание гостя. Тем не менее третичная структура фермента строго определена, и ферменты упорядочены столь высоко, что они могут кристаллизоваться.

Способ, в соответствии с которым происходит кодирование третичной структуры для данной первичной аминокислотной последовательности, очень сложен и до сих пор представляет неразгаданную тайну. Это один из вызовов природы, адресованных специалистам по супрамолекулярной химии. Гидрофобные эффекты, обуславливающие глобулярную форму белка, очень важны наряду со стерическими эффектами, которые, возможно, в основном ответственны за такую организацию. Тогда специфические направленные водородные связи определяют, какая из небольшого числа глобулярных конформаций наиболее предпочтительна.
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 136 >> Следующая