Механизм действия АХЕ. Первая стадия: образование фермент-субстратного комплекса между АХЕ и ацетилхолином за счет электростатического взаимодействия между отрицательно заряженной ионизированной карбоксильной группой радикала глутаминовой кислоты и положительно заряженным атомом азота молекулы ацетилхолина (рис. 33, 34).

 

Вторая стадия: химические взаимодействия между радикалами аминокислот активного центра АХЭ и ацетилхолином:

 

1. В первую очередь замыкается связь между углеродом поляризованной карбонильной группы ацетильным радикала ацетилхолина и кислородом гидроксильной группы остатка серина (см. пункт 1, рис. 35).

 

2. Затем возникает водородная связь между эфирным кислородом ацетилхолина и гидроксильной группой радикала тирозина (см. пункт 2, рис.35).

 

3. Молекула ацетилхолина и радикалы серина и тирозина в активном центре фермента расположены таким образом, что образование упомянутых связей ослабляет (растягивает) связь между карбонильной группой и эфирным атомом кислорода в молекуле ацетилхолина (эффект «дыбы»). Вследствие для его разрыва необходимо гораздо меньше энергии, т.е. энергетический барьер снижается вследствие активации молекулы ацетилхолина (Б81-комплекс).

 

4. Далее под влиянием радикала гистидина, который оттягивает на себя протон от гидроксильной группы серина (см. пункт 3, рис.35) укрепляется сложноэфирной связь между радикалом серина и ацетильных групп ацетилхолина (см. пункт 1, рис.35) с одновременным разрывом сложноэфирные связи в молекуле ацетилхолина (см. пункт 4, рис. 35) и переходом протона от радикала тирозина к остатку холина.

 

Третья стадия: высвобождение продуктов реакции из активного центра АХЭ. В результате указанных выше взаимодействий холин высвобождается из активного центра, а его место занимает молекула воды, которая образует связь с карбонильным кислородом ацетильных групп и кислородом тирозина, после чего протон от остатка гистидина возвращается к кислороду гидроксильной группы серина, протон воды - до радикала тирозина. Одновременно выделяется второй продукт реакции - уксусная кислота и восстанавливается свободный активный центр АХЭ, способен к новому акта катализа (рис. 36). Итак, в процессе образования фермент-субстратного комплекса и на последующих фазах ферментативного катализа происходят неоднократные изменения третичной структуры фермента, что приводит к последовательному сближению с субстратом и ориентации в пространстве тех активных групп, взаимодействующих между собой на разных этапах преобразования субстрата. Изменения третичной структуры белка-фермента невозможны без участия всего или почти всего полипептидной цепи, образует белковую молекулу. Итак, в каталитическом акте участвует собственно вся молекула фермента. Рассмотрение тонкого механизма ферментативного катализа позволяет понять специфику действия фермента.

 

Уникальная структура и взаимодействие активного и алостеричного центров фермента обеспечивают кооперативное осуществления многостадийных процессов. Именно упорядоченность реакций в пространстве и времени, их кооперативный характер отличают действие биокатализаторов, обеспечивая высокую специфичность и участие в регуляторных процессах жизнедеятельности.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+