Биологический каталог




Ферменты. Том 1

Автор М.Диксон, Э.Уэбб

партат

D-тартрат Монометиловый эфир фумаро-вой кислоты

L-2-окси-З-сульфопропиоиат Диметиловый эфир фумаровой кислоты

Малеинат Кротонат

Мезаконат Ацетоацетат

трамс-Аконитат Ацетат

Сукцинат Бутират

Малоиат Ацетилендикарбоксилат

Адипат L-цистеат

Глутарат

Глицин

родственные монокарбоновые кислоты, а также моно- или ди-эфиры субстратов не соединяются с ферментом. Однако при замещении одной карбоксильной группы сульфогруппой вещество сохраняет способность соединяться с ферментом, хотя оно и не является его субстратом. Замещение а-водородного атома метальной группой или СНгСООН-группой (как в мезаконате, т. е. 2-метилфумарате, а также в цитрате и гранс-аконитате) или же введение еще двух а-водородных атомов (как в сукци-нате и т. д.) вызывает сходный эффект, тогда как удаление обоих а-водородных атомов (как в ацетилендикарбоксилате) лишает соединение способности соединяться с ферментом. Интересно отметить, что стереоизомеры обоих субстратов (D-малат и малеинат) хотя и не подвергаются превращениям, но довольно прочно соединяются с активным центром фермента и вследствие этого действуют как конкурентные ингибиторы.

Енолаза (КФ 4.2.1.11)

Этот фермент высокоспецифичен; он действует только на 2-фосфо-0-глицераг (прямая реакция) и на фосфоенолпируват (обратная). Однако ряд других соединений также может соединяться с активным центром фермента (табл. 6.7) [5133].

Специфичность действия ферментов Специфичность енолазы Таблица 6.7

Субстраты Конкурентные ингибиторы Неактивные соединения

2-фосфо-В-глицерат З-фосфо-З-оксипропио- D-лактат

Фосфоеиолпируват нат 2-фосфо-0-лактат D-глицеральдегнд-З-фос-фат

З-фосфо-О-глицерат

2-фосфо-В-эритро-2,3-диоксибутират Диоксиацетонфосфат

1 3-фосфо-В-эритро-2,3-диоксибутират Глицерол-2-фосфат

Еноил-СоА — гидратаза (КФ 4.2.1.17)

Этот фермент интересен во многих отношениях [4484]. О» действует только-на тиоэфиры соответствующих кислот и СоА и не действует (в отличие от фермента КФ 1.1.1.35) на тиоэфиры

Таблица 6.8

Специфичность еноил-СоА-гидратазы')

Субстрат Относительная скорость гидратации

(транс) Кротоноил-СоА 100

(цис) Изокротоноил-СоА 30

трамс-2-пентеноил-СоА 77

4«с-2-гексеноил-СоА 20*

грамс-2-гексенонл-СоА 15

траис-З-гексеноил-СоА 0,86

3-метилкротоноил-СоА 14

цис-2 метилкротоноил-СоА +

Акрилоил-СоА +

Винилацетил-СоА 1,5

Метакрилоил-СоА +

Сорбоил-СоА +

S-кротоноилпантетеин 0,01

J> Знак+ означает, что соединение служит субстратом, но скорость гид» ратации не была определена. Следующие соединения не являются субстратами: кротонат, 4-пентеноил-СоА, З-окси-4-гексеноил-СоА, малеинил-СоА, ита» конил-СоА, мезаконил-СоА, трамс-циннамоил-СоА, фумарат, ц«с-аконитат. Глава 6

более простых аналогов СоА или других тиолов. Он обратимо гидратирует ряд ненасыщенных эфиров СоА с углеводородной цепью различной длины, до С9; при этом скорость реакции уменьшается по мере увеличения длины цепи (табл. 6.8).

Еноил-СоА — гидратаза представляет собой исключение среди гидро-лиаз в том отношении, что она катализирует гидратацию как цис-, так и транс-изомеров (относительная скорость реакции зависит при этом от длины цепи). Однако в реакцию дегидратации вступают только L-изомеры; фермент не действует на D-3-оксибутирил-СоА. При гидратации транс-ненасыщенных субстратов образуются L-оксиизомеры; конфигурация продуктов гидратации цыс-соединений точно не выяснена, но совокупность имеющихся данных свидетельствует в пользу того, что они также представляют собой L-изомеры.

Интересно отметить, что фермент может гидратировать как 2,3-, так и 3,4-ненасыщенные соединения, но при этом в обоих случаях образуются 3-оксисоединения.

Аммиак-лиазы

Это еще одна группа очень специфичных ферментов. Например, аспартат—аммиак-лиаза (КФ 4.3.1.1) действует только на фумарат и на L-аспартат, и к фумарату присоединяется аммиак, а не вода. Очищенная аспартат — аммиак-лиаза бактерий пропионовокислого брожения не действует на такие соединения, как D-аспартат, малеинат, моноэтиловый эфир фумаро-вой кислоты, диамид фумаровой кислоты или диэтиловый эфир фумаровой кислоты, пируват, кротонат, мезаконат, аконитат, глутаконат, 2,4-гексадиеноат, глицин, аланнн, лейцин, фенил-аланин, тирозин, гистидин и глутамат [1233]. Таким образом, при любом небольшом изменении в молекуле, а именно при замещении или переходе одного стереоизомера в другой, соединение утрачивает способность служить субстратом данного фермента.

Фенилаланин — аммиак-лиаза (КФ 4.3.1.5) из тканей растений действует на L-фенилаланин, но не на D-фенилаланин, DL-аспартат, L-гистидин, L-аланин, ЗД-диокси-БЬ-фенилала-нин, DL-лейцин, р-фенил-DL-cepHH, глицин, L-цистеин, L-трип-тофан, L-тирозин и БЬ-Л4-тирозин [2579].

ИЗОМЕРАЗЫ

Среди ферментов этого класса сравнительно мало интересных примеров в отношении их специфичности. Во многих случаях детальные исследования специфичности вообще не проводились, а там, где они были проведены, было показано, что она очень высока. Ниже будут рассмотрены только два фермента.

Специфичность действия ферментов Альдоза—1-эпимераза (КФ 5.1.3.3)

Этот фермент катализирует реакцию взаимопревращения а- и 6-сахаров. Данная реакция может происходить также и в отсутствие фермента, и это дает возможность сравнить скорости реакций, катализируемых ферментом, со скоростями неферментативных мутаротаций, обусловленных присущей субстратам реакционной способностью. Подобные сравнения были проведены для ферментов, выделенных из гриба Penicillium и из почки млекопитающих [2426, 2427, 2785]. Результаты этих работ приведены в табл. 6.9, в которой скорости мутаротаций, катализируемых ферментом (с поправками на спонтанную мута-ротацию), а также скорости неферментативных мутаротаций выражены в процентах от скорости мутаротаций а-Ь-глюкозы.

Таблица 6.9

Специфичность альдоза-1-эпимераз

Относительная скорость мутаротаций, %

Соединенна нефермеита-тивная реакция .[2426. 2785] фермент из Penicillium (рН 4,7) [2785] фермент из почки (рН 7.1) 12426, 2427)

«iD-глюкоза 100 100 100

«-D-галактоза 110—70 131 165

L-арабиноза 436 119

o-D-ксилоза 320 30 60

Р-Лактоза 72 23

P-D-фруктоза 680 10 0

^-Мальтоза . 84 6

«-iD-манноза 260—480 0 0

2-амино-2-дезокси-0-глю-коза 112 0

D-арабиноза 420 0

L-рамноза 420 0

3- мети л-D -глюкоза 0 0

Сахароза 0 0

Рафиноза 0 0

Маннит 0 0

Сорбит 0 0

Из таблицы видно, что ферменты из обоих источников имеют сходную специфичность и действуют, хотя и с совершенно различными скоростями, только на сахара с такой же конфйГлава 6

гурацией у второго и третьего углеродных атомов, как и в молекуле D-глюкозы. Лучшим субстратом является D-галактоза. Интересно отметить отсутствие корреляции между специфичностью фермента и присущей субстрату реакционной способностью. Так, например, наилучшие субстраты фермента — глюкоза и галактоза — характеризуются сравнительно низкой реакционной способностью в неферментативной реакции, а очень реакционноспособные D-манноза, D-арабиноза и L-рамноза совершенно не атакуются альдоза — 1-эпимеразой.

Маннозоизомераза (КФ 5.3.1.7)

Фермент из Pseudomonas превращает D-маннозу в D-фрук-тозу, а со скоростью примерно в 10 раз меньшей превращает D-ликсозу в D-ксилулозу и D-рамнозу в D-рамнулозу [3589]. Он не действует на D-ксилозу, D-арабинозу, D-рибозу, L-ксилозу, L-арабинозу, D-глюкозу, D-талозу, D-галактозу, L-идозу, L-ry-лозу, L-глюкозу, L-маннозу, L-рамнозу, D-маннуронат, D-ман-нозо-б-фосфат, D-глицеро-б-галагептозу, О-глицеро-О-талогеп-тозу, Ь-глицеро-Ь-идогептозу и Ь-глицеро-Ь-гулогептозу.

ФЕРМЕНТЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА СУБСТРАТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ЦЕПИ .,

Если фермент действует на субстрат, содержащий алкиль-ную цепь с более чем одним или двумя углеродными атомами, то длина цепи обычно не имеет решающего значения и фермент может действовать на ряд гомологичных субстратов. В этом случае интересно исследовать влияние длины цепи на скорость ферментативной реакции. Несмотря на то что обсуждаемые ферменты относятся к различным группам, мы суммировали некоторые данные об их специфичности и представили эти данные в виде диаграмм на рис. 6.8.

Этот рисунок иллюстрирует ряд общих черт, обнаруживающихся при изучении данной зависимости. Во всех случаях наблюдается более или менее определенная зависимость между скоростью катализируемой ферментом реакции и длиной цепи. В большинстве случаев имеется некоторая оптимальная для действия фермента длина цепи; вероятно, такой оптимум мог бы быть найден для всех ферментов, если бы наши данные в этой области были достаточно полными. Как видно из рис. 6.8, оптимальная длина цепи варьирует в широких пределах — от 2 до 17 атомов углерода. В

страница 86
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88

Скачать книгу "Ферменты. Том 1" (3.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.09.2019)