Кинетика ферментативного гидролиза полипептидов и гидрофобные эффекты

• Автор: Воробьев, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 273 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. Физикохимические предпосылки количественного описания гидролиза полипептидов и гидрофобные эффекты
1.1.1. Особенности протеолиза как процесса превращения пептидного полимерного субстрата и возможности его описания методами химической кинетики.

1.1.2. рКазеин как субстрат протеолиза

1.1.3. Свойства пептидов, полученных ферментативным гидролизом

1.2.1. Основные подходы к описанию гидрофобных явлений

1.2.2. Экспериментальные методы определения гидратации

1.2.3. Гидратация белков, гидрофобный коллапс пептидов

ГЛАВА II. Кинетика ферментативного гидролиза полипептидных

субстратов
2.1. Гидролиз рказеина трипсином.
2.2. Суммарная кинетика гидролиза химотриисином
2.3. Кинетика деградации исходной полипептидной цепи.
2.4. Г идролиз пептидов в реакторе открытого типа.
ГЛАВА III. Компьютерное моделирование протеолиза.
3.1. Компьютерное моделирование гидролиза пептидных цепей программа i
3.2. Компьютерное моделирование гидролиза пепсином.
3.3. Компьютерное моделирование кинетики гидролиза трипсином и химотрипсином
ГЛАВА IV. Изучение гидратации в различных аминокислотнопептидно
белковых системах.
4.1. Шкалы гидрофобности аминокислот. Сравнение методов миллиметровой спектроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии
4.2. Оценка ассоциации по изменению гидратации
4.3. Гидратация белков, изменение гидратации при ферментативном гидролизе.
4.4. Реология и гидратация гелей, образованных а1регагами казеиновых мицелл
4.5. Гидратация белковоподобных синтетических полимеров.
ГЛАВА V. Методы исследования
5.1. Гидролиз полипептидов и анализ продуктов
гидролиза
5.2. Измерение параметров гидратации
5.3. i рам ма i
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Однако, при нормальных условиях протеолиз протекает под кинетическим контролем, что не позволяет корректно определить равновесные термодинамические функции. Возможность использования многочисленных экспериментальных биохимических данных для количественной оценки параметров, применяемых при компьютерном моделировании протеолиза, открывает классификация, предложенная Ниманном , по которой специфичность фермента включает первичную, вторичную и третичную специфичности. Сайты фермента , , , 8Ь 8ь 82 и 83 взаимодействуют с соответствующими боковыми радикалами 1, Я3, Яг, 1 Яь К2 и К3, находящимися в позициях Р4, Р3, Р2, Рь Рь Рг и Р3. При этом первичная специфичность отражает взаимодействие с ферментом боковой цепи аминокислотного остатка, карбонильная группа которого образует расщепляемую связь. Отметим важную роль количественного выражения кинетических параметров са1, Км, ксаКм в зависимости от строения субстрата, т. Существенный вклад был внесен Ганшем, предложившим количественно оценивать гидрофобные взаимодействия боковых цепей аминокислотных остатков с гидрофобными областями активного центра фермента с помощью коэффициента гидрофобности п. Связь кинетических констант с гидрофобностью является фундаментальным свойством, вытекающим из специфики строения активных центров ферментов, образованных гидрофобными аминокислотными остатками . В рамках кандидатской диссертации М. М. Воробьева Кинетика и математическое моделирование протеолиза был предложен следующий подход Протеолиз рассматривался как сложный процесс, состоящий, по крайней мере, из процесса гидролиза связей, ферментсубстратного комплексообразования, освобождения связей для их успешной ферментативной атаки демаскирование связей. Е В Е , гидролиз связей 1. Е Б 5 ЕЕ 1. ВгВ, В2тУ 1. Е свободный фермент, В пептидные связи, Ыконцевые группы, ЕБ ферментсубстратные комплексы, образующиеся равновесно, ЕЕ ферментсубстратные комплексы, образующиеся медленно, Вт1 Вт2 маскированные пептидные связи по механизму первичного и вторичного маскирования внутримолекулярно и межмолекулярно, В демаскированные пептидные связи. Гидролиз связей является самым медленным процессом, его характеристическое время г25осА составляет часы и десятки минут . К и константой диссоциации 3. ЦС ,5,Я, 1. Еа начальная концентрация фермента, ЕЗ концентрация ферментсубстратных комплексов, А, степень гидролиза пептидных связей 1 3о, Л функция, определяемая моделью протеолиза, 0 средняя субстратная специфичность и константа Михаэлиса считаются функциями А, к. Первое уравнение описывает гидролиз пептидных связей. Второе уравнение описывает кинетику изменения усредненной величины С, определяемую тем, что в первую очередь гидролизуются наиболее специфичные пептидные связи, а в последнюю очередь наименее специфичные. Третье уравнение описывает медленное комплексообразование. Интересно отметить, что интерес к протеолизу был достаточно большим в СССР, а теперь остается таковым и в России . Качественные модели протеолиза обсуждены в работах . Одной из основных особенностей протеолиза является демаскирование пептидных связей в ходе протеолиза, после чего они становятся доступными действию фермента . Кинетические закономерности протеолиза исследовали, считая, что реализуются принципы гомогенного катализа . Можно предположить, что в биологической клетке или, например, в такой системе, как обращенная мицелла , кинетические закономерности протеолиза могут быть еще сложнее. Расщепляемость связей в белковых субстратах определяется тремя факторами 1 общей субстратной специфичностью первичной и вторичной, выражаемой константой гидролиза второго порядка ку 2 вероятностью того, что связь не маскирована демаскирована внутримолекулярно, 3 вероятностью того, что связь не маскирована демаскирована межмолекулярно. О кР А7 Вха В ВаI В, 1. ВВУКа для равновесной части схемы 1. ВеВ вероятность первичного демаскирования, ВВ вероятность того, что первично демаскированные связи не маскированы вторично степень вторичного демаскирования.