ХИМИЧЕСКАЯ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ
МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ
Модификаций много, а память и время ограничены. Продолжаем обсуждать
2
ОБРАТИМОЕ АЦЕТИЛИРОВАНИЕ. Используют, например, при ограничении фрагментации белков с помощью сериновых протеаз
Сериновые протеазы. Механизм ковалентного катализа.
первый |
второй |
|
тетраэдрический |
||
тетраэдрический |
||
аддукт |
||
аддукт |
||
ацил-фермент |
||
|
РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ-ОТЩЕПЛЕНИЯ
His-57
O
Asp-102 C 
O H N
His-57
O
Asp-102 C 
O
H N
His-57
O
Asp-102 C
O H
N
|
Ser-195 |
|
||
|
O |
|
Asp-102 |
|
N |
H |
|
|
|
R2 |
NH C |
R1 |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
Ser-195 |
||
|
|
O |
Asp-102 |
|
N |
H OH |
C R1 |
||
|
||||
R2 NH2 |
O |
|
||
|
|
|||
Ser-195
Asp-102
N H |
O |
|
HO |
C |
R1 |
|
O |
|
His-57
Ser-195
O
C |
H |
O |
|
O H N N |
|
||
R2 |
NH |
C |
R1 |
|
|
O |
|
His-57 |
|
|
|
|
Ser-195 |
|
O |
|
|
|
|
|
O |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
HO |
C R1 |
|
O |
H |
N |
N |
|||
|
|
|
|
|
|
O |
His-57 |
|
|
|
Ser-195 |
||
|
|
|
|
|
||
O |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
H |
O |
|
O |
H |
N |
N |
|
|
|
|
|
|
|
HO |
C |
R1 |
|
|
|
|
|
O |
|
В зависимости от рН при взаимодействии соединений, содержащих карбонильную группу, реакция может остановиться на стадии присоединения нуклеофила
|
Lys258 |
Arg386 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
NH CO |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Arg + |
|
|||
|
NH |
CO |
|
CH |
|
|
|
H |
|
||
|
CH |
|
(CH2)3 |
|
|
H Arg + |
R C COO- |
|
|||
|
(CH2)4 |
|
NH |
(Lys) |
NH2 |
|
(Lys) |
|
|||
|
|
|
+ |
C NH2 |
|
R C COO- |
|
|
|
|
|
O |
H C N |
O- |
H2N |
H C N |
O- |
NH3+ |
|
H C N+ H |
|
||
O P O CH2 |
|
|
|
P |
|
P |
|
O |
- |
||
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N+ |
CH3 |
|
|
N+ |
CH |
|
|
|
N+ CH3 |
|
|
H |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
H |
|
|
O C O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
O C O |
|
|
O |
C |
O |
|
||
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Asp) |
|
|
(Asp) |
|
|||
|
CH |
|
|
|
|
|
|
||||
NH |
|
|
|
|
|
|
|
||||
CO |
(1) |
|
|
(2) |
|
|
|
(3) |
|
||
Asp222 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
(Lys) |
|
|
|
(Lys) |
|
Arg + |
|
|
|
Arg + |
|
|
H2N: H |
|
Arg |
+ |
|
(Lys) |
H |
R |
||||
|
|
|
NH + |
R C COO- |
|
O: C COO- |
||||||
|
R C COO- |
|
3 |
|
|
H2N: H |
|
|
||||
H |
C |
N |
|
|
|
H |
- |
N+ H |
|
H |
C |
N+ H |
|
+ H |
- |
|
|
P |
C |
O- |
P |
H |
O- |
||
P |
|
O |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
N |
CH3 |
|
|
|
N |
CH3 |
|
|
N+ |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|||
O C O H |
|
|
|
|
O C O H |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
O C O |
|
||||||
(Asp) |
|
|
|
|
|
(Asp) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(Asp) |
|
||||
|
|
(4) |
|
|
|
|
|
(5) |
(6) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
R Arg + |
|
(Lys) |
C COO- |
|
NH3+ |
O |
|
|
||
H2C |
NH2 |
|
O- |
||
P |
N+ 
CH3
H
O
C O
(Asp)
(7)
АСПАРТАТ АМИНОТРАНСФЕРАЗА – катализирует реакцию переаминирования между аспартатом и альфа-кетоглутаратом
•Кофермент в трансаминазе присутствует не в виде свободного альдегида, а в виде внутреннего альдимина с боковой аминогруппой лизина (Lys258). Связанный с ферментом имин обеспечивает более быстрый путь протекания реакции, чем свободный пиридоксальфосфат. Именно структура определяет более высокую активность иминов по сравнению с соответствующими альдегидами. Более основный азот иминов протонируется гораздо сильнее, чем кислород карбонильной группы.
АСПАРТАТ АМИНОТРАНСФЕРАЗЫ – катализирует реакцию переаминирования между оксалоацетатом
иглутаматом
•В результате переноса протона от NH2+-группы
субстрата на атом N-альдимина пиридоксальфосфата образуются требуемые для протекания реакции катионная форма кофермента
иодновременно депротонированная аминокислота (3). Кроме того, иминный углерод более электрофилен, чем карбонильный, следовательно, он легче атакуется депротонированной аминогруппой -
аминокислоты. Увеличение электрофильности данного центра обеспечивается также через взаимодействие азота гетероцикла с остатком аспартата фермента (водородная связь с остатком Asp222).
Неферментативное гликозилирование (гликирование) белков
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
H |
C |
O |
|
|
|
H |
C |
N (CH2)4 |
CH |
|
|
|
O |
|
|
|
C O |
||
H |
|
OH |
|
|
H |
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
NH |
CH C |
|
|
|
||||
OH |
|
H |
|
OH |
|
H |
|
||
|
|
(CH2)4 |
|
|
|
||||
H |
|
OH |
|
|
H |
|
OH |
|
|
H |
|
OH |
|
NH2 |
|
H |
|
OH |
|
|
CH2OH |
|
|
|
|
CH2OH |
|
||
glucose |
|
protein |
Schiff's base |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH CH |
C |
|
|
|
|
H |
O |
|
|
(CH2)4 |
|
|
|
|
|
C |
|
|
NH |
||
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
protein |
||
|
|
|
|
N |
|
(CH2)4 CH |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
C |
O |
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
||
pyralline
H NH H C NH (CH2)4 CH
C
O OH H
H OH
H OH CH2OH
fructosamine
H C O
C
O
HH
HOH
HOH CH2OH
C
O
other AGEs
3-deoxyglucosone
O |
NH |
O C CH2 NH (CH2)4 CH C
O
carboxymethyllysine
|
H |
|
|
NH |
|
N |
NH |
(CH2)3 |
CH |
|
N |
|||
N |
|
|
C O |
|
|
|
|
(CH2)4
C CH NH 
O
pentosidine