![]() |
|
|
Биоорганическая химия ферментативного катализак льюисова кислота, которая облегчает атаку на координированный ангидрид внешнего нуклеофила, так как сродство более реакционно-способного коордннироваиного ангидрида к более сильному нук-леофилу (гидроксид-иону) должно ослабевать, а не усиливаться ИИон цинка в ацетонитриле катализирует восстановление альдегида (1,10-фенантролин-2-карбоксальдегида) под действием аналога NADH К-пропил-1,4-дигидроникотинамида [схема (9.7)]. В этом случае альдегид или координирован, или по крайней мере максимально приближен к иону металла, а его карбонильная группа активирована вследствие поляризации. Альдегидный комплекс с ионом Zn2+ сначала образует интермедиат с аналогом NADH, а затем следует прямой перенос протона, протекающий, как в ферментативной реакции. Эффективность ионов цинка очевидна: реакция не идет в отсутствие катализатора. Эта модельная система может имитировать фермент алкоголь-дегидрогеназу, который содержит ион (ионы) цинка вне активного центра белка. СНЭ "COO" но катализируют гидролиз и аминолиз (под действием триса) бензилпенициллина. В этой системе ионы Си2+ и Ni2+ не реак-ционноспособны. Скорость расходования пенициллина является линейной функцией концентрации ионов цинка вплоть до их содержания 10^5 моль/л, тогда как зависимость скорости реакции от концентрации трис-буфера при всех значениях рН достигает предельной величины при концентрации 0,02— 0,03 моль/л. При высоких концентрациях трис-буфера скорость RCONH-NО о-I сн2NH2 сн7он сн2он Рис. 9.4. Схематическое изображение тройного комплекса цинк—трис—пенициллин. реакции перестает зависеть от его концентрации. Анализ продуктов показал, что при низких концентрациях трис-буфера в основном образуется пенициллиновая кислота, а при высоких —? N- (пенициллоил)-трис. В соответствии с предложенным механизмом реакция протекает через образование тройного комплекса, роль металла в котором сводится, с одной стороны, к сближению реагентов (пенициллина и трис-буфера), а с другой —: к понижению рКа гидрокси-группы трис-буфера, т. е. к формированию сильного нуклеофила (рис. 9.4) [9]. Предложенный механизм объясняет характер получающихся продуктов, а также отсутствие каталитической активности у ионов других металлов. Эта реакция в определенном смысле моделирует механизм действия известного цинк-зависимого фермента р-лзктамазы. Из строения промежуточного продукта (рис. 9.4). следует, что продуктом распада тройного комплекса мог бы быть трисо-вый эфир пенициллиновой кислоты. Известно, что такие эфиры довольно легко гидролизуются, а также подвергаются аминоли-зу. Можно ожидать, что при наличии тройного промежуточного комплекса возможно образование и кислоты, и амида, причем относительное содержание последнего должно возрастать при увеличении концентрации трис-буфера, но не зависеть от скорости расходования пенициллина. Результаты анализа продуктов полностью согласуются с предположением о промежуточном образовании тройного комплекса. Отсутствие реакционной способности у ионов Си2+ и Ni2+ вплоть до концентраций Ю-3 моль/л и рН 8, вероятно, результат хелатирования ионов металлов трис-буфером, затрудняющего взаимодействие с пенициллином. Константы образования хе латных комплексов ионов металлов с трис-буфером приведены в табл. 9.1. Ионы металлов катализируют гидролиз галогенидов фосфорной и фосфоновой кислот, сложных эфиров фосфорной кислоты [10] и различных ангидридов фосфорной кислоты, включая ацил-фосфаты, пирофосфаты и трифосфаты. Гидролиз диизопропил-фторфосфата и изопропилметилфторфосфоната (зарина) катализируется солями многих металлов и хелатами типа М0О42-, Ce(III), Mn(II), Cu(II), WO42- и Cr042- Наиболее эффективный маршрут гидролиза зарина под действием ионов церия(III), меди (II) и марганца (II) включает образование бифункциональных частиц, содержащих нуклеофильный (гидроксид-ион) и электрофильный (ион металла) центры. Хотя гидроксо-комплексы — существенно более слабые основания по сравнению со свободным гидроксид-ионом, их каталитическая активность примерно в 10 раз выше. Катализируемый лутидином (являющимся общим основанием) сольволиз тетрабензилпирофосфата дополнительно катализируется ионами кальция [схема (9.8)]. В присутствии 0,02 моль/л ионов кальция и 0,2 моль/л лутидина (2,6-диметил-пиридина) скорость сольволиза тетрабензилпирофосфата (с разрывом связи Р—О—Р) возрастает, почти в миллион раз по сравнению со скоростью некатализируемой реакции, причем каждый из катализаторов приводит примерно к тысячекратному эффекту [11]. Двухзарядный катион способен хелатировать оба атома кислорода пирофосфата, облегчая атаку нуклеофила на атом фосфора. ,-Са?* ОО О О (PhCH20)2POP(OCH2Ph)2 +Ы=+ —4PhCH2ObP4 .P(OCH2Ph)2 О ly-oJ лутидин продукт гидролиза Нуклеофильные реакции ацетилфосфатов катализируются такими ионами, как ионы магния, кальция, кобальта, марганца, никеля, цинка и лития. Ионы кальция катализируют гидролиз как в нейтральной, так и в щелочной среде. Постулируемый хелатный промежуточный комплекс показан на с |
< 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 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 |
Скачать книгу "Биоорганическая химия ферментативного катализа" (2.87Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|