Файл: Пальм, В. А. Введение в теоретическую органическую химию учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 112

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вая полученные данные о взаимной ориентации различных групп с ре­ зультатами изучения кинетики в зависимости от строения субстрата и от pH среды, а также кинетики взаимодействия фермента с ингиби­ торами, можно сделать выводы о строении активного центра и механиз­ ме его функционирования. Тем не менее, полученная таким образом схема не лишена элементов гипотетичности. Не удивительно, что для большинства ферментов решение всех этих проблем далеко от завер­ шающей стадии и в литературе встречаются самые разнообразные и часто противоречащие друг другу схемы.

Одним из наиболее хорошо изученных ферментов является а-хи- мотрипсин, катализирующий гидролиз пептидных и сложноэфирных связей и входящий в число ферментов, вырабатываемых поджелудоч­ ной железой *. Сопоставляя данные, полученные всеми вышеупомяну­ тыми методами, позволившими построить детальную пространствен­ ную модель этого белка, выявить все основные кинетические законо­ мерности и с большой степенью достоверности локализовать основные группы активного центра, можно представить сравнительно правдо­ подобную схему, отражающую механизм действия этого фермента.

В качестве характерного для ог-химотрипсина брутто-процесса взят гидролиз этилового эфира N-ацетилфенилаланина:

О

СеН5

 

О

 

СвН5

 

 

II

1

+н,о

II

 

I

 

 

СН3С — NH — СН — COO— С2Н5

—T iX СН3С — NH — СН — СООН + С2Н5ОН

Строение активного центра представлено следующей схемой:

 

 

 

 

NH

 

 

 

 

 

 

 

СО

СН3

Изол - 16

 

 

 

-

СН— СН—С,Н,

I

 

 

 

\

 

 

 

 

 

( р / С » 7 ) NH3 (

 

N H 2 + H + )

* Эта железа вырабатывает непосредственно химотрипсиноген, который активи­ руется другим гидролитическим ферментом, трипсином, превращаясь ва-химотрип- снн.

432

Асн-102

с2н5о: ;

II

ащилированный фермент

СНг -СО —NH—СН—СООН + Свободный фермент

Номера у символов остатков аминокислот указывают на их положе­ ние в полипептидной цепи. Видно, что в первичной структуре белка

они расположены далеко друг от друга.

Функция аммониевой группы Изол-16 (концевая аминокислота) заключается в электростатическом взаимодействии с карбоксилатной группой Асп-194, вследствие чего происходит вытягивание полипептид­ ной цепочки из глубины молекулы и гидроксильная группа Сер-195 попадает в непосредственную близость с атомом азота имидазольного кольца Гис-57. Эта структура нарушается, если аммониевая группа в Изол-16 депротонируется, что обусловливает инактивацию фермента

при высоких значениях pH.

Для катализа необходим основный центр на атоме азота имидазоль­ ного цикла в Гис-57. Этот центр исчезает при протонировании, вызывая инактивацию, фермента при низких pH.

Связывание субстрата и синхронный сдвиг электронов при общем кислотно-основном катализе, приводящем к превращению комплекса Михаэлиса в ацилированную форму фермента, и последующая стадия деацилирования могут быть представлены следующей схемой (см.

стр. 433).

Превращение комплекса Михаэлиса в конечные продукты осущест­ вляется в две макроскопические стадии. Первая из них (I) приводит к образованию ацилированного фермента (стадия ацилирования),

вторая

(стадия деацилирования) завершается образованием конеч­

ных продуктов реакции и молекулы свободного фермента (IV).

Обе

названные стадии связаны с промежуточным образованием

продукта присоединения к карбонильной группе субстрата. Взятые вместе, они представляют собой нуклеофильный катализ с участием в качестве нуклеофильного центра катализатора кислородного атома

гидроксильной группы Сер-195.

Заслуживает внимания роль Асп-102 (запрятанного в гидрофоб­ ный «мешок» и не способного поэтому отдавать свой протон молекуле растворителя Н 20 ), который образует в сочетании с имидазольным циклом Гис-57 систему, выступающую в роли проводника протона. Этим обеспечивается как общий основный катализ на стадии ацили­ рования, так и общий кислотный катализ на стадии деацилирования фермента. Механизм всей реакции в целом может быть охарактеризо­ ван как нуклеофильный катализ, первая стадия которого ускоряется общим основным, а вторая — общим кислотным катализом.

П Р Е Д М Е Т Н Ы Й У К А З А Т Е Л Ь

Аддитивности принцип 23, 24, 63, 165— 172, 189 сл., 199 сл., 215

Азокрасители 208 Азулен 72, 110

Активированный комплекс 227

Алканы 100, 177, 183 Алкены 101, 177, 183 Алкилы 100, 104

Алкины 101, 177, 183, 249, 250, 354

Алкоголиз 345 Аллен 102

Аллильная перегруппировка 300, 301 Аллилъные системы 45, 46 Альдаровые кислоты 158

Альдегиды 126, 127, 341—343, 347 Альдимины 279, 343, 349, 371

Альдозы 151 сл. Альдоксимы 343, 349 Альдоновые кислоты 157, 158 Амидины 141 Амиды кислот 140, 248, 249

Аминокислоты 159— 161, 278 Аминосахара 155, 156 Аминоспирты 227

Амины 137, 138, 177, 183

Аммониевые ионы четвертичные 138 Аммонолиз 346 Ансольвокислоты 265, 365 Антиподы оптические 17 Анти-форма 190, 355 Антрацен 73 Ароматичность циклов 64—74 Арсины 145

Асимметрический атом углерода 18, 19, 151

Аскорбиновая кислота 157 Ассоциированные жидкости 182 Ауксохромы 207 Аутоксидация 387, 388 Ацетали 147, 368 Ацетилен 102 Аци-форма 279, 350 Ацетоуксусный эфир 378

Белки 161, 427 Бензен 26, 64, 68, 173

Бензол — см. Бензен

Биполярные ионы — см. Цвиттер-ионы Бифенил ПО Бутадиен 50, 173 /пр<?т-Бутилхлорид 295

Валентность 8, 9

Валентные

—орбитали 33

—состояния 36, 37

—электроны 33 Вальденовское обращение 305 Виниловые эфиры 324, 354 Винилогия 351

Взаимодействие заместителей

—

индукционное 60, 192, 238

—

резонансное

48,

193

сл.,

234, 238

—

стерическое

88,

163,

228,

233

Взаимодействие кислотно-основное 236

сл., 280

Водородная связь 75, 182, 295

— — внутримолекулярная 76, 185, 246

Волновое уравнение 29 Вращение

—заторможенное 79

—свободное 11

—стерические препятствия 83 Восстановители 403

Восстановление

—альдегидов 406, 419

—ароматических диазосоединений 421

—галогенидов 419

—карбонильных соединений 419

—кетонов 419

—нитросоединений 420

—полинитросоединений 420

Гаммета—Брауна уравнение 234 Гаммета—Тафта уравнение 233, 234

Г-алогенангидриды кислот 139 Галогениды 119 Галогенирование фотохимическое 385 Гекситы 156 Гексозы 153

435

Гетерогенный катализ — см. Катализ гетерогенный

Гетероциклические соединения 65, 89, 112—118

Гибрид резонансный 48, 49 Гибридизация орбиталей 36—38 Гидразиды кислот 141 Гидразоны 343, 349

Гидратная форма альдегидов и кето­

 

нов

341

 

 

 

 

Гидридный

 

413

 

 

'

 

—

ион 282,

 

 

 

—

переход

282,

413

 

 

409—

Гидрирование

каталитическое

 

411,

414

 

 

 

ПО

Гидроароматические соединения

Гидроксиальдегиды

150

сл.

 

Гидроксикетоны

150

сл.

148, 157

 

Гидроксикислоты

147,

 

Гидролиз

 

 

 

 

 

 

—кислотный 363, 364, 369, 370

—нейтральный 345

—щелочной 345, 349 Гиперконъюгация 60, 174, 175

Гликозиды 155

 

 

Гликоли 121

 

 

Глицерины 121

 

369

Глюкоза 152, 154,

Гриньяра реактив

344

Дегидрирование

каталитическое 409—

411

155, 156

Дезоксисахара

Делокализации

энергия 66

Делокализация связей, зарядов и спи­ нов 47

Депсиды 150 Диазоаминобензен 355

Диазогидраты (син- и анти-) 355 Диазометан 384, 395 Диазония ионы и соли — см. Диазосое­

динения ароматические

Диазосоединения

57,

353,

354,

373,

—

алифатические

—

374

330,

353,

356

 

ароматические

 

Диастереоизомерия 19, 20, 21, 152— 154 Диеновый синтез 396, 397 Дикетопиперазины 161 Дипольные моменты 186 сл.

Дисперсия молекулярной рефракции

201

Диссоциация гетеролитическая 223, 287 сл.

— гемолитическая 223, 381 Дисульфиды 143

Енолизация 399

Енолы 240, 241

Жесткость нуклеофилов и электрофи­ лов 281,282

Заместителей постоянные 85 сл., 229 сл,

—— индукционные 85—87

—— резонансные 86—88

--------стерические

88

Заместители 90,

99

■— акцепторные 52, 53

— донорные 52, 54

Заместитель стандартный 85, 231 Замещение

—гомолитическое (радикальное) 223 385, 390

—нуклеофильное 223, 287, 304—308

—нуклеофильное в ароматическом яд­ ре 356—358, 372

—электрофильное 223, 315—318

—электрофильное в ароматическом ядре 326—340

Заряды дробные 52, 57, 58

Изомеризация 273,

301, 302

Изомерия 13 сл.

15,

190

—

геометрическая

—

оптическая 18,

19,

84, 151

—положения 14

—углеродного скелета 13

—электронная 43 сл.

*Изотопный обмен 302—304 Изоэлектронные замещения 69, 70 Изокинетическая и изоравновесная за­

висимости 227 Имидолы 141 Инден 70

Индикаторы кислотно-основные 209 Индол — см. Инден Индукционный эффект 57 сл., 172 Ионные пары 267 сл., 289, 314

Карбамид 140, 347

Карбанионы 210, 250, 251, 409 Карбены 384, 392, 393

Карбоксильные кислоты 129— 134, 177, 183

Карбоксильных кислот

------- амиды 140

------- ангидриды 139

------- анионы 130, 136

------- галогенангидриды 139

—— производные 139 сл.

------- сложные эфиры 136, 137, 183, 370

— — соли 130, 136

Карбония ионов

------- взаимодействие с нуклеофилами

295—298

------- карбокислотность 298—300

------- перегруппировки 300—302

Карбония ионы 211, 262, 263, 288, 319, 409

Карбоновые кислоты — см. Карбок­ сильные кислоты

Карбоциклические соединения 89, 107, 109

436

Смотрите также файлы