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A2. 금속 이온 또는 정전기 촉매 - 생물학

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Cu와 같은 금속2+ 또는 아연2+ 또한 TS를 안정화시킬 수 있습니다. 금속 이온 촉매를 사용하는 효소의 전형적인 예는 카르복시펩티다아제 A입니다.

그림: 금속 이온 또는 정전기 촉매 - TS 전하의 안정화

금속은 또한 다른 방식으로 작용할 수 있습니다. 그들은 물을 조정하고 H-O 결합을 추가로 극성화하여 결합된 물의 산성도를 증가시킬 수 있습니다. 예를 들어, pentammineaquacobalt(III) 이온의 물 분자는 pKa가 6.6이고 순수한 물은 pKa가 15.7입니다. (후자를 계산하려면 물에 대한 평형 식을 작성하십시오. H2O + H2O <==> H3O+ + 오- . 그런 다음 일반 산에 대해 Ka 식을 쓰십시오. 이는 [H3O+][ OH-]/ [H2O] = 10입니다.-14/55.5. pKa는 15.7). 복합 수산화물은 벌크 물보다 더 나은 친핵체입니다. 결합된 금속이 물의 친핵성을 증가시키는 효소의 예는 탄산 탈수효소입니다.

그림: 금속 이온 촉매 - 물의 pKa 감소


효소 활성 부위의 촉매 잔류물 분석

우리는 178개 효소 활성 부위에서 촉매 작용에 직접 관여하는 잔류물에 대한 분석을 제시합니다. 특정 기준을 도출하여 촉매 잔류물을 정의하고 촉매 잔류물 데이터 세트를 생성하는 데 사용했으며, 이를 2차 구조, 용매 접근성, 유연성, 보존성, 4차 구조 및 기능을 포함한 특성 측면에서 분석했습니다. 결과는 촉매 작용에서 아미노산 잔기의 작은 세트가 우세함을 나타내며 일반적인 활성 부위 환경의 그림을 제공합니다. 이 정보가 촉매 작용과 관련된 분자 메커니즘에 대한 더 나은 이해와 알려지지 않은 기능의 효소에서 촉매 잔류물을 예측하기 위한 발견적 기초를 제공할 것으로 기대됩니다.


추상적 인

Alkaline phosphatase(AP)는 공유 포스포세릴 중간체(E–P)의 형성을 통해 기능하는 널리 분포된 비특이적 phosphomonoesterase입니다. 효소는 또한 다양한 알코올에 대한 인산 전달 반응을 촉매합니다. 대장균 AP는 단량체당 449개의 잔기를 갖는 동종이량체입니다. 각 활성 부위에 2개의 Zn 2+와 1개의 Mg 2+가 있는 금속효소입니다. 네이티브의 결정 구조 대장균 무기 인산염(PNS강력한 경쟁 억제제이자 역반응의 기질인 )을 2·0 Å 분해능으로 정제했습니다. 분자의 일부 부분은 이전의 2·8 Å 연구에서 시작하여 다시 추적되었습니다. 활성 사이트는 실질적으로 수정되었으며 이 문서에 설명되어 있습니다. 활성 부위 영역의 변화는 이전 스펙트럼 데이터를 재해석할 필요가 있음을 시사하고 제안이 이루어집니다. 또한 2·5 Å 분해능에서 무기 인산염과 복합된 Cd 치환 효소의 구조와 2·8 Å 분해능에서 인산염이 없는 천연 효소의 구조가 제시되어 있습니다. X선 데이터가 수집된 pH 7·5에서 Cd-치환된 효소는 주로 공유적 인산효소(E-P)인 반면 천연 Zn/Mg 효소는 주로 비공유(E·P) 형태로 존재합니다. 효소의 촉매 메커니즘에 대한 이러한 결과의 의미가 논의됩니다. 다른 출처의 AP도 비슷한 방식으로 작동하는 것으로 믿어집니다.


A1. 일반 산 및 염기 촉매

  • 제공: Henry Jakubowski
  • St. Benedict/St. Benedict 대학 교수(화학) 존스 대학교

촉매되지 않은 용액에서의 반응은 전이 상태에서 전하 발생 및 분리가 일어나기 때문에 느립니다. 결합이 이루어지거나 끊어지면 반응물보다 에너지가 더 높은 하전 중간체가 종종 형성됩니다. 중간체는 반응물보다 에너지가 높기 때문에 전이 상태는 에너지가 훨씬 더 높으므로 하전된 중간체와 더 유사합니다. 중간체의 전하를 안정화시킬 수 있는 모든 것이 전이 상태에서 전하를 발생시키면 전이 상태의 에너지가 낮아지고 반응이 촉진됩니다. 이 섹션에서 우리는 화학 반응의 작은 분자에 의한 촉매 작용의 기본 메커니즘을 조사할 것입니다. 아마도 생물학적 고분자 촉매(단백질 효소와 같은)는 촉매 효과에서 유사한 메커니즘을 사용할 것입니다(다음 섹션에서 논의됨).

효소를 포함한 촉매는 전이 상태를 안정화하기 위해 적어도 5가지 다른 방법을 사용할 수 있습니다.

TS의 전하 발생은 일반 산(예: 아세트산 또는 양성자화된 인돌 고리)에서 카르보닐 O와 같은 원자에 양성자를 제공하여 감소할 수 있습니다. 친핵체. 양성자 기증은 TS에서 발생하는 음성을 감소시킵니다. 대안적으로, 카르보닐에서 친전자성 C에 결합을 형성하기 시작할 때 TS에서 부분 양전하를 발생시키는 물과 같은 친핵체는 일반 염기(예: 아세테이트 또는 탈양성자화된 인돌 고리)의 존재에 의해 안정화될 수 있습니다. . 양성자 추상화는 발달하는 양전하를 감소시킵니다.

그림: 에스테르 가수분해를 위한 과도 상태의 전하 발전


포스포리파제 A2에 의한 계면 촉매: 계면 운동 속도 상수의 결정

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A2. 금속 이온 또는 정전기 촉매 - 생물학

10.5504/BBEQ.2013.0072 2014-04-16 참 www.tandfonline.com VoR

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단백질 및 관련 물질의 배위 복합체 및 촉매 특성. 104. 헤모글로빈의 정전기 효과: 인간의 데옥시- 및 옥시헤모글로빈 A의 수소 이온 평형

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포스파티딜콜린 이중층 막과 금속 이온의 상호 작용

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트롬빈은 나트륨 이온 활성화 효소입니다.

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