ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм ферментативного гидролиза из "Химия и биология белков" Второй фазой ферментативного гидролиза является гидролитический распад субстрата АВ на АОН и ВН. Поскольку в отсутствие фермента не происходит в заметной степени гидролитического распада АВ, следует предположить, что распаду подвергается не АВ, а комплекс Е(АВ). В этом комплексе связи между А и В расшатаны, что облегчает протекание гидролитического распада. Мы еще ие знаем, каким путем происходит расшатывание связей между А и В. Наиболее вероятным представляется предположение о том, что в результате соединения молекулы субстрата с ферментом происходит ее деформация и либо под влиянием механических, сил, либо под влиянием электростатических воздействий соседних полярных групп наступает разрыв связей АВ. Такие молекулы называют активированными. [c.285] С термодинамической точки зрения ферменты и другие катализаторы можно определить как вещества, увеличивающие скорость химических реакций или обусловливающие возможность протекания этих реакций путем снижения величины свободной энергии активации. Как и все положения термодинамики, это определение затрагивает только энергетический баланс реакций и оценивает возможность протекания этих реакций с термодинамической точки зрения оно, однако, не дает никакого представления о самом механизме ферментативных реакций, т. е. о природе реагирующих групп фермента и субстрата и о характере промежуточных соединений. [c.286] Для того чтобы получить некоторые представления о механизме ферментативных реакций, необходимо обратиться к изучению так называемых ферментных моделей, т. е. наиболее простых веществ, обладающих сходной с ферментом каталитической активностью. [c.286] Сходным образом и белки подвергаются гидролизу под действием 0,1—0,01 М растворов додецилсульфоната при 65°, тогда как для гидролиза белков соляной или серной кислотами требуется обычно значительно более высокая концентрация [43], Следует отметить, что гидролиз белков сульфоновыми кислотами не доходит до конца и останавливается при отщеплении приблизительно 50% аминокислот [43]. [c.287] Из всего сказанного следует, что соединение фермента со своим субстратом зависит главным образом от конфигурации и пространственного расположения реактивных групп фермента и субстрата. Если реактивная группа фермента может прийти в тесное соприкосновение с реактивной группой субстрата, то образуется фермент-субстратный комплекс и происходит каталитическая реакция. [c.289] До настоящего времени о реактивных группировках гидролаз известно весьма немногое. Некоторые данные относительно реактивных группировок их субстратов можно получить, изучая скорости каталитических реакций в присутствии конкурентных ингибиторов [51]. Конкурентными ингибиторами будут все вещества, близкие к субстратам гидролитических ферментов в структурном отношении, но отличающиеся от них некоторыми особенностями молекулярной структуры. Обладая, как и субстрат, способностью соединяться с ферментом, они конкурируют с ним и тем самым снижают скорость каталитической реакции. [c.289] Из изложенного видно, что хотя многие детали механизма образования фермент-субстратного комплекса еще не ясны, однако несомненно, что в его образовании участвуют несколько реактивных групп субстрата и несколько реактивных групп фермента. Это находится в соответствии с данными о высокой специфичности ферментативных реакций и подтверждает мнение о том, что формы поверхностей реагирующих групп фермента и субстрата дополняют друг друга. [c.290] Эстеразы, расщепляющие эфиры фосфорной и серной кислот, носят название фосфатаз и сульфатаз липазами называют эстеразы, расщепляющие нейтральные эфиры. Кристаллическая липаза была выделена из печени [53]. [c.290] Эфирные связи фосфорной кислоты в нуклеиновых кислотах (см. гл. XI, стр. 259) расщепляются рибонуклеазой и дезоксирибонуклеазой. Рибонуклеаза получена в кристаллическом виде путем фракционирования водного экстракта поджелудочной железы быка сернокислым аммонием при слегка кислой реакции [54]. Фермент сравнительно устойчив к нагреванию [4] и инактивируется лишь при температуре выше 85° при охлаждении раствора активность фермента, однако, вновь восстанавливается. Термостабильность рибонуклеазы обусловлена, по всей вероятности, очень жесткой структурой ее небольшой молекулы, вес которой равен 12 700 [55]. Кроме рибонуклеазы из поджелудочной железы быка получена также кристаллическая дезоксирибонуклеаза [56]. [c.290] Несмотря на то, что препараты дрожжевой инвертазы многократно исследовались, этот фермент до сих пор не удалось получить в кристаллическом виде. Наиболее чистые препараты получают путем адсорбции на фосфорнокислом кальции. Эти препараты содержат только 5% азота [61]. [c.291] Из яичного белка, выделений слизистой носа и из хряща был выделен фермент, обладающий способностью гидролизовать полисахаридные кислоты. Он оказался осно вным белком — лизо-цимом. Изоэлектрическая точка этого белка лежит при pH 10,5—11,0, а его молекулярный вес равен 17 000 [62—64]. Лизоцим имеет много общего с гиалуронидазой (фактор распространения), выделенной из семенников, и составляет примерно 3% всех белков яичного белка (см. стр. 194). [c.291] Очевидно, реактивные группы пепсина обладают способностью связывать как отрицательно заряженную боковую цепь аминодикарбоновой кислоты, так и фенольный остаток тирозина, входящие в состав этого дипептида. В пользу этого свидетельствует то, что белки с иодированными фенольными группами не расщепляются пепсином, тогда как после отщепления иода они расщепляются этим ферментом с большой легкостью [71]. [c.292] Трипсин. Этот фермент получен в виде кристаллов из поджелудочной железы [72]. Лучший метод получения кристаллического трипсина сводится к получению кристаллического его предшественника — трипсиногена — и к превращению последнего в кристаллический трипсин. Для этого размельченную железу смешивают с разбавленной серной кислотой и полученную смесь фракционируют сернокислым аммонием первые фракции содержат химотрипсиноген, трипсиноген же выпадает при дальнейшем добавлении сернокислого аммония [73]. При стоянии раствора трипсиногена в течение нескольких дней с сернокислым магнием или с энтерокиназой происходит превращение трипсиногена в трипсин. В поджелудочной железе содержится также специфический ингибитор, препятствующий действию трипсина. Этот ингибитор был получен в кристаллическом виде [74]. Другой ингибитор трипсина, выделенный из яичного белка, оказался идентичным с овомукоидом [75]. [c.292] Химотрипсин представляет собой второй протеолитический фермент поджелудочной железы. Он обладает также и способностью створаживать молоко. Свежая поджелудочная железа содержит химотрипсиноген, который был выделен в кристаллическом виде [78]. Химотрипсиноген превращается в активный фермент — химотрипсин — под действием небольших количеств трипсина 1 мг трипсина способен активировать 3 г химотрипсиногена, причем активность последнего возрастает при этом примерно в 1 ООО раз. Превращение химотрипсиногена в химотрипсин является, повидимому, очень сложным процессом, при котором образуются несколько промежуточных продуктов. Так, например, установлено, что химотрипсиноген переходит сначала в Tt-химотрипсин, затем в 8-химотрипсин. В конечном итоге из химотрипсиногена получается смесь химотрипсинов, обозначаемых буквами а, р и Y [79, 80]. Сущность процесса активации заключается, повидимому, в освобождении 4— 6 аминогрупп в каждой молекуле химотрипсиногена [82]. В результате стояния водного раствора а-химотрипсина при pH 7,6 происходит необратимое превращение его в и у-химотрипсины, которые отличаются от а-химотрипсина по форме кристаллов и по растворимости [80]. Y-Химотрипсин является димером а-химотрипсина [81]. Химотрипсин расщепляет пептидные связи, образованные карбоксильной группой тирозгша, фенилаланина, триптофана или метионина [20, 83], а также эфиры тирозина [84]. [c.293] Карбоксиполипептидаза представляет собой единственную пептидазу, полученную в настоящее время в кристаллическом виде. Она получена из сока, вытекающего при оттаивании замороженной поджелудочной железы, фракционированным осаждением сернокислым аммонием при слегка кислой реакции [96]. Молекулярный вес карбоксиполшептидазы 33 800 [47]. Этот фермент расщепляет пептиды, содержащие свободные карбоксильные группы, причем наличие свободных аминотрупп не обязательно [97]. Карбоксиполипептидаза может расщеплять не только пептидные, но также и эфирные связи [25, 52]. [c.294] Реннин (химозин) — протеолитический фермент желудочного сока, вызывающий створаживание молока, получен в кристаллическом виде [99, 100]. Было найдено, что 1 часть чистого фермента вызывает створаживание 10 частей молока. [c.294] Вернуться к основной статье