Tyr-248 отдает протон на ее NH-группу и пептидная связь расщепляется. Возникает закономерный вопрос, а какова роль атома цинка в катализе? Взаимодействие цинка с кислородом карбонильной группы сильно поляризует связь C = O, а неполярное окружение цинка усиливает его способность индуцировать диполь. Сильной поляризации карбонильной группы способствует также близость отрицательно заряженной карбоксильной группы Glu-270. Таким образом, карбоксипептидаза А индуцирует такое смещение электронов на субстрате, которое повышает скорость катализа.

Рис. 3.19 Возможный механизм каталитического действия карбоксипептидазы А. Остаток Glu-270 активирует молекулу воды, которая атакует карбонильный атом углерода расщепляемой пептидной связи. Гидролиз осуществляется прямо, без промежуточного образования ангидрида Glu270, постулируемого для другого механизма катализа.

Таким образом, карбоксипептидаза А, отщепляющая С-концевые аминокислоты от олигопептидов, служит примером фермента, в основе каталитического действия которого лежит принцип существенных структурных изменений в области активного центра. Пример карбоксипептидазы А иллюстрирует ту важную роль, которую играет в катализе индуцированное соответствие формы фермента форме субстрата.

Всасывание свободных аминокислот

В результате согласованного действия желудочных и панкреатических эндо- и экзопептидаз, а также олигопептидаз щеточной каемки энтероцитов пищевые белки расщепляются с образованием преимущественно свободных

аминокислот и небольшого количества ди- и трипептидов, которые должны всосаться в кровь (рис. 3.20).

Тонкий кишечник обладает высокой всасывающей способностью по отношению к аминокислотам. Большая часть L-аминокислот может транспортироваться через эпителиальный слой клеток против градиента концентрации, хотя необходимость такого транспорта in vivo не очевидна, так как концентрация аминокислот в просвете кишечника обычно выше, чем в плазме на 0.1 – 0.2 мМ.

Аминокислотный транспорт в тонком кишечнике характеризуется всеми особенностями транспорта, зависящего от переносчиков. Это энергозависимость, селективность в отношении L-изомеров и зависимость от температуры. Кроме того, на эффективность транспорта оказывают влияние генетические дефекты компонентов транспортных систем, обнаруженные у людей.

На основе генетического анализа и экспериментальных данных, полученных при исследовании транспорта амнокислот, было выявлено, по меньшей мере, шесть различных транспортных систем для L-аминокислот, которые локализованы в мембранах щеточной каемки энтероцитов. Эти транспортные системы различаются по специфичности, проявляемой к преимущественному переносу определенных групп аминокислот, а именно:

−нейтральных аминокислот с короткой или полярной боковой цепью (Ser, Thr, Ala);

−нейтральных аминокислот с ароматической или гидрофобной боковой цепью (Phe, Tyr, Met, Val, Ile, Leu);

−иминокислот (Pro, окси-Pro);

−β-аминокислот (β-Ala, таурин);

−оснóвных аминокислот и цистина (Lys, Arg, Cys-Cys);

−кислых аминокислот (Asp, Glu)

Как следует из рис. 3.20, механизм трансэпителиального транспорта L- аминокислот, по-видимому, подобен механизму транспорта D-глюкозы. На апикальной поверхности плазматических мембран клеток щеточной каемки были обнаружены Na+-зависимые транспортные системы аминокислот, и, соответственно, Na+-независимые системы идентифицированы на базальной части плазматических мембран эпителиальных клеток тонкого кишечника. Подобно транспорту D-глюкозы, прямым источником энергии для переноса аминокислот служит электрохимический градиент концентрации ионов Na+ и, косвенно, энергии гидролиза АТР. При трансмембранном переносе всасывающиеся аминокислоты никаким химическим модификациям не подвергаются.