Тема 3 - Ферменты - лекция 2
.pdf
Структура комплекса лизоцима с субстратом гекса-NAG
Механизм гидролиза лизоцимом гликозидной связи
В качестве субстрата выступает гекса-NAG
GLU-35 отдает протон. При этом в качестве промежуточного соединения образуется ион карбония. ASP-52 взаимодействует с ионом карбония, уменьшая свободную энергию в комплексе промежуточное соединение - фермент.
НОН
- Н+
О
Каталитическая
группа
Электростатическое взаимодействие с отрицательно заряженным ASP-52 облегчает образование иона карбония
Образуется ион карбония
H
+
Каталитическая
группа
Лизоцим. Механизм катализа
Основные элементы:
1.Общий кислотный катализ. Источник протона – глутамат-35, который находится в неионизированной форме.
2.Образование в качестве промежуточного продукта иона карбония. Два разных по своей природе фактора значительно облегчают осуществление реакции:
А) Электростатический фактор (присутствие отрицательно заряженной группы поблизости от образующегося в качестве промежуточного продукта иона карбония). Асп-52, находящийся в форме отрицательно заряженного иона,
электростатически взаимодействует с положительным зарядом на С-1 кольца D.
Б) Геометрический фактор, а именно деформация кольца D. Гекса-NAG размещается наилучшим образом в щели активного центра фермента при условии, что геометрия кольца D меняется от конформации кресла к конформации полукресла. При конформации полукресла значительно облегчается образование иона карбония.
Механизм действия ферментов Снижение энергии активации
Фермент ускоряет реакцию за счет |
|||
снижения энергии активации |
|||
Число молекул с |
|
|
|
данной энергией |
Распределение молекул |
||
|
реагирующего вещества по |
||
|
энергии |
|
|
|
|
Это количество |
|
|
|
молекул |
|
|
|
Это количество |
|
|
|
Может вступить |
|
|
|
м лекул |
|
|
|
в реакцию |
|
|
|
может вступить |
|
|
|
при наличии |
|
|
|
в реакцию без |
|
|
|
фермента |
|
|
EA – |
Энергия |
|
Энергия активации в |
активацииЭнергия |
||
молекул |
|||
присутствии |
|||
фермента |
|
|
|
Переходное состояние – структура с наиболее высоким уровнем свободной энергии возникающая в процессе реакции. Фермент снижает энергию переходного состояния за счет сродства к нему.
Без фермента В присутствии фермента
Свободная |
Энергия |
энергия |
активации |
|
без |
|
фермента |
|
|
Реагенты
ФЕРМЕНТ
Переходное
состояние
Благодаря сродству к переходному состоянию фермент снижает его энергию
Энергия активации в присутствии фермента
Продукты
Координата реакции
Факторы, обеспечивающие высокую каталитическую активность ферментов:
•Фактор сближения;
•Фактор фиксации;
•Фактор ориентации;