Главная страница
Навигация по странице:

  • Донор протона

  • Гис12 Гис-119 отдает протон кислороду 5’-ОН группы. Фосфодиэфирная связь разрывается и образуется 2’,3’-циклофосфат. ГисГис12 Гис-119

  • 2’,3’-циклофосфат .Освобождается продукт

  • Донором водорода

    		•

    Механизм каталитических реакций такая организация катализа отличает ферментативные реакции от не катализируемых превращений


    Скачать 330.66 Kb.
    НазваниеМеханизм каталитических реакций такая организация катализа отличает ферментативные реакции от не катализируемых превращений
    Дата13.02.2020
    Размер330.66 Kb.
    Формат файлаpptx
    Имя файлаKP_i_RN.pptx
    ТипДокументы
    #108361

    МЕХАНИЗМ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

    Такая организация катализа отличает ферментативные реакции от не катализируемых превращений.

    Механизм действия карбоксипептидазы А

    Карбоксипептидаза А – протеолитический пищеварительный фермент, катализирующий специфический гидролиз С-концевого аминокислотного остатка.

    Карбоксипептидаза А синтезируется поджелудочной железой в неактивной форме прокарбоксипептидазы.

    Активация фермента происходит под действием трипсина.

    Специфичность:

    Специфичность:

    • катализирует гидролитическое отщепление С-концевых остатков Тир, Трп и Фен (при рН > 7 в 12-перстной кишке),
    • не активна в отношении Арг, Лиз и Про.

      • Сывороточная карбоксипептидаза В катализирует специфический гидролиз С-концевых остатков Арг и Лиз.

    Активный центр карбоксипептидазы А  локализован во впадине на поверхности апофермента вблизи атома цинка и образован:

     Zn2+

    Глу-270, Глу-72,

    Тир -248,

    Арг-145,

    Гис-69, Гис-196.

    Рядом с ионом цинка есть большой гидрофобный "карман", в котором фиксируется боковая цепь концевого аминокислотного остатка пептидного субстрата.


    His 69 Glu 72

    His 196

    Сорбция субстрата в активном центре происходит следующим образом:

    • свободная карбоксильная группа субстрата (С-конец) связывается с гуанидиновой группой аргинина 145;
    • ароматическое кольцо С-концевой аминокислоты помещается в гидрофобный «карман».

    His 69 Glu 72

    His 196
    • Арг-145 сдвигается на 2 Å и взаимодействует с α-СОО--группой расщепляемой пептидной связи;
    • СОО--группа Глу-270 сдвигается на 2 Å к субстрату;
    • связывание субстрата приводит к нарушению водородных связей в апоферменте и Тир-248 сдвигается на 12 Å к гидролизуемой пептидной связи.

      • В результате этого гидроксильная группа тирозина оказывается возле NH-группы атакуемой связи.

      Тир-248, перемещаясь, закрывает зону активного центра.

    Zn2+ (электрофил) поляризует кислород этой же карбонильной группы.

    Тир-248 взаимодействует с NH-группой пептидной связи и становится донором водорода для аминогруппы.

    Донором протона для гидроксильной группы тирозина является молекула воды.

    В результате этих воздействий ангидрид расщепляется.


    His 69 Glu 72

    His 196

    +

    +
    • сближение и ориентация субстрата по отношению к функциональным группам активного центра фермента,
    • специфическое многоточечное связывание субстрата в активном центре;
    • индукция конформационных изменений в молекуле фермента;
    • десольватация зоны активного центра при образовании фермент-субстратного комплекса:
    • общий кислотно-основный катализ.

    МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ СЕРИНОВЫХ ПРОТЕИНАЗ

    Сериновые протеазы катализируют специфическое гидролитическое расщепление полипептидных цепей.

    Катализ в сериновых протеазах осуществляется ОН-группой серина.

    Кислород в форме -ОН группы не активен.

    Активация кислорода происходит в результате потери Н+ и перехода в форму -О-.

    • оксианионовой дыры (образованной функциональными группами аминокислотных остатков, расположенными в гидрофобном участке), связывающей кислород расщепляемой пептидной группы,
    • неспецифической пептид-связывающей площадки, отвечающей (вместе с оксианионовой дырой) за то, чтобы расщепляемая пептидная группа заняла правильное положение относительно активированного атома кислорода Ser195,
    • специфического субстрат-связывающего кармана, отвечающего за распознавание той аминокислоты, по карбоксилу которой производится расщепление пептида. Этот тип катализа является нуклеофильным.

    Каталитический центр:

    "триада переноса заряда"  — 

    Ser195 (оранжевый),

    His57 (синий),

    Asp102 (малиновый).

    Субстрат-связывающий центр:

    оксианионовая дыра (зеленый),

    неспецифическая субстрат-связывающая площадка (голубой),

    субстрат-связывающий карман (желтый).

    Субстрат-связывающий карман

    Оксианионовая дыра

    Карбонильная группа расщепляемого пептида атакуется кислородом гидроксигруппы серина.

    Образование С-концевого продукта

    Ацильная группа субстрата переносится на ОН-серина и образуется Р1 (С-концевой продукт).

    Гидролиз сложноэфирной связи.

    Образование N-концевого продукта
    • Ацилферментный активированный комплекс очень не стабилен – это определяется скорость катализа (гидролиза).
    • Связывание =СО расщепляемой связи в оксианионовой дыре снижает энергию переходного состояния.

    Специфичность сериновых протеиназ:

    Химотрипсин – гидролизует связи после ароматических аминокислот.

    Эластаза – гидролизует после нейтральных алифатических аминокислот.

    Трипсин – гидролизует после положительно заряженных аминокислотных остатков.

    МЕЗАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ РИБОНУКЛЕАЗЫ

    Рибонуклеаза А гидролизует 3’,5”-фосфодиэфирные связи в между рибонуклеотидами в РНК.


    В формировании активного центра фермента принимают участие

    Глн-11,

    Гис-12, Гис-119,

    Тре-45,

    Фен-120,

    Сер-123.

    шести водородных связей и

    гидрофобного взаимодействия пиримидинового основания с бензольным кольцом Фен-120.

    Реакция протекает по механизму нуклеофильного присоединения к фосфатной группе.


    Гис

    .

    .

    Донор протона - 2’-гидроксильная группа рибозы.

    Акцептор протона - имидазольное кольцо Гис-12 .

    При этом происходит активация кислорода гидроксильной группы и он приобретает свойства нуклеофила.


    Гис

    2’,3’-циклофосфат._ГисГис12_Гис-119'>Гис12

    Гис-119 отдает протон кислороду 5’-ОН группы. Фосфодиэфирная связь разрывается и образуется 2’,3’-циклофосфат.

    Гис

    Гис12

    Гис-119 отдает протон кислороду 5’-ОН группы. Фосфодиэфирная связь разрывается и образуется 2’,3’-циклофосфат.

    Освобождается продукт – 5’-ОН- олигонуклеотид

    Гис 119

    На втором этапе происходит гидролиз образовавшегося циклофосфата.

    Донором ОН-группы для остатка фосфорной кислоты, расщепляемой эфирной связи, является молекула воды.

    Донором водорода для 2’-ОН группы рибозы выступает Гис-12.

    Н

    Гис 12

    Н2О

    3’-гидроксиле рибозы.

    Такая специфичность обеспечивается точной ориентацией гидролизуемого циклофосфата относительно катализирующих групп.

    В процессе катализа происходит:

    В процессе катализа происходит:

    • многоточечное сорбционное связывание субстрата в активном центре;
    • реализуются эффекты сближения и ориентации функциональных групп фермента и субстрата;
    • полифункциональный катализ (нуклеофильное присоединение – образование циклофосфата и обобщенный кислотно-основный катализ – расщепление циклофосфатая).

    написать администратору сайта