Механизмы регуляции гидролиза эфиров гидроксибензойных кислот - моделирование действия гидролаз

• Автор: Безсуднова, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил

Введение.

Обзор литературы

ГОсновные принципы биокатализа на примере действия сериновых гидролаз

1. Специфичность действия ферментов. Эффекты сближения. Молекулярное узнавание. 6.

2. Основные способы регуляции ферментативной активности

II. Гидролиз эфиров при внутримолекулярном содействии различных функциональных групп.

1. Общие сведения о гидролизе эфиров

2. Г идролиз эфиров при внутримолекулярном содействии карбоксильной и карбонильной группы

3. Г идролиз эфиров при внутримолекулярном содействии азотсодержащих групп.

4. Гидролиз эфиров при внутримолекулярном содействии гидроксильной группы

4.1 Г идролиз ортогидроксизамсщенных эфиров

4.2 Г идролиз иарагидроксизамсщснных эфиров
5. Боратиый катализ гидролиза эфиров салициловой кислоты
III. Гидролиз сложных эфиров в присутствии циклодекстринов.
1. Структурные и энергетические требования к образованию комплексов включения
2. Влияние циклодекстринов на гидролиз эфиров.
3. Внутримолекулярные реакции в присутствии цикло декстринов
4. Общеосновные свойства вторичных гидроксильных групп циклодекстрина.
IV. Г идролиз сложных эфиров в присутствии ортопалладироваяных оксимов
1. Реакции переноса ацильной группы с участием
ортопалладированных оксимов.
2. Катализ гидролиза эфиров ортопалладированными оксимами
3. Катализ гидролиза эфиров палладациклами с предварительным комилсксообразоваписм.
Материалы и методы.
Результаты и их обсуждение. .
I. Влияние борной кислоты на кинетику гидролиза паранитрофениловых эфиров дигидроксибензойных кислот.
1. Описание маршрутов реакции.
2. Механизм гидролиза паранитрофениловых эфиров 2,3дигидроксибензойной кислоты и 3,4дигидроксибензойной кислоты.
3. Влияние борной кислоты на гидролиз пнитрофен иловых эфиров 2,3дигидроксибеизойной и 3,4дигидроксибензойной кислот
II. Циклодекстриновые эффекты в реакциях гидролиза эфиров салициловой кислоты и 2,3дигидроксибензойной кислоты.
1. Описание маршрутов реакций.
2. Влияние рциклодскстрина на гидролиз эфиров салициловой кислоты
3. Влияние Рциклодекстрина на гидролиз ннитрофснилового и мнитрофенилового эфиров салициловой кислоты,
катализируем ый борной кислотой.
4. Влияние рциклодекстрина на гидролиз и боратнос ингибирование пнитрофенилового эфира 2,3дигидроксибензойной кислоты
5. Влияние рциклодекстрина на перегруппировку Смайлса пнитрофенилового эфира салициловой кислоты
6. Влияние ациклодскстрина на гидролиз пнитрофенилового и мнитрофенилового эфиров салициловой кислоты.
III. Катализ гидролиза пнитрофенилового эфира 2,3дигидроксибензойной кислоты водорастворимыми палладациклами.
1. Каталитическая активность ортопалладированного диметилбензиламина в гидролизе пнитрофенилового эфира 2,3дигидроксибензойной кислоты.
2. Каталитическая активность ортопалладированных ацетофеноноксима и оксима4ацетнлбензокраун5 в гидролизе
пнитрофенилового эфира 2,3дигидроксибензойной кислоты
Выводы
Список литературы


Ингибитор может занимать сорбционный участок фермента и препятствовать связыванию субстрата конкурентное ингибирование либо блокировать каталитически активную группу, не мешая связыванию неконкурентное ингибирование. Одним из примеров неконкурентного ингибитора ахимотрипсина и других ферментов этого класса является борная кислота константа ингибирования 4. М . В активном центре ахимотрипсина борная кислота связывается с остатком серина и соединяется водородной связью с имидазолом. Такое усиление эффекта ингибирования объясняется тем, что связывание становится бифункциональным. Наличие гидрофобного остатка дополнительно усиливает связывание за счет взаимодействия с гидрофобной полостью фермента. Активаторами во многих ферментативных процессах являются ионы металлов, обратимо связывающиеся в активном центре фермента, например ион цинка в активном центре карбоангидразы. Среди гидролитических ферментов металлоферментами являются карбоксипептидазы А и В. Ферменты незначительно различаются аминокислотной последовательностью, имеют эстеразную и пептидазную активность. В акгивном центре расположен ион 7п2, который выполняет роль электрофильного катализатора. Являясь элсктрофилами ионы металлов координируют с нуклеофильными лигандами, изменяя тем самым их основные и нуклеофильные свойства. Этот принцип используется для генерации сильных сильных нуклеофилов в активном центре ферментов гидросидиона в 5лактамазе и карбоаш идразе 9, алкоголятиона в щелочной фосфотазе . Координация нуклеофильных лигандов с ионами металлов представляет большой интерес дня создания новых каталитических систем. Одни из первых работ в этой области относились к применению относительно простых аминных комплексов Рс1И и РКП в гидролизе ряда пептидных связей . Специфический способ регуляции ферментативной активности основан на явлении аллостсрии, то есть воздействия ингибирования или активации, которое происходит в результате связывания эффектора на участке, не входящем в состав активного центра фермента. Аллостерическая регуляция лежит в основе важных с биологической точки зрения эффектов кооиеративности в ферментативном катализе. Кооперативность это явление, при котором связывание одной молекулы субстрата усиливает связывание последующих молекул 3. Кинетическое проявление кооперативноеи наблюдается как правило в виде отклонения от обычной михаэлисовской зависимости скорости реакции от концентрации субсфата. Для неферментативных химических систем явление кооперативное также известно. Явление кооперативности наблюдается при связывании 4,4бифснилов с циклодскстринами , при изменении констант устойчивости комплексов металлов по мере последовательного присоединения лигандов, так как связывание каждой молекулы лиганда происходит по координационному месту, пространственно отделенному от соседних координационных мест и оказывает на связывание по этим местам. Но это не совсем та аллостерия, как это понимается в биохимии, в приведенных примерах регуляция основана на простых стерических или электронных эффектах. В заключении следует отметить, что из различных факторов, обеспечивающих уникальную кататитическую активность и специфичность ферментов чаще всего удается имитация эффектов сближения. II. Общие сведении о гидролизе эфиров . Гидролиз сложных эфиров в зависимости от условий среды можно поделить на три основные группы кислотный, нейтральный и щелочной гидролиз. Следует отметить, что гидролиз сложных эфиров представляет собой один из вариантов нуклеофильного замещения при ацильном атоме углерода, которое, помимо гидролиза включает в себя аминолиз, алкоюлизгрансэстерификация, тиолиз, оксиминолиз и т. Кислотный гидролиз. Простые органические кислоты и их эфиры вместе с остальными нейтральными органическими соединениями кислорода являются слабыми основаниями. Полностью они протонируются только в очень сильно кислой среде 0 серная кислота. Концентрация протонированной формы становится кинетически значимой при рН, однако скорость кислотного гидролиза можно зафиксировать с достаточной точностью при Н 0. Мономолекулярные механизмы являются исключительными случаями, так как обычно наблюдаются для соединений со строго определенными структурными характеристиками и в специальных условиях.