ВЛИЯНИЕ РЕОРГАНИЗАЦИИ ПОЛЯРНОЙ СРЕДЫ НА ПЕРЕНОС ЗАРЯДА ПРИ ФЕРМЕНТАТИВНОМ ГИДРОЛИЗЕ СЕРИНОВЫМИ ПРОТЕИНАЗАМИ
Тополев В. В.
Институт электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, 117071 Москва
В некоторых приближениях,
нами решена электростатическая задача и выделено влияние на скорость
реакции геометрических параметров системы: расстояния переноса
заряда, размера глобулы фермента, расстояния активного центра
до границы раздела, направления переноса заряда. Расчеты выполнены
для нескольких сериновых протеиназ: a-химотрипсина,
карбоксипептидазы II, субтилизина. Глобула аппроксимировалась
сферой. Использовали трехмерные координаты атомов из PDB-банка
для определения расстояния переноса заряда, а также для оценки
размера реагирующих групп, их расстояния до границы раздела и
направления переноса по отношению к поверхности. Метод позволяет
рассчитать энергию реорганизации при переносе заряда и, с точностью
до свободной энергии реакции DG,
энергию активации (Еа). С увеличением размера
глобулы Еа убывает с замедлением и при некотором
радиусе практически выходит на предел. Этот радиус, зависящий
от совокупности парметров системы, может считаться оптимальным -
дальнейшее увеличение размера глобулы бесполезно с точки зрения
уменьшения энергии активации ферментативного гидролиза. Полученные
оптимальные размеры глобулы хорошо соответствуют реальным размерам
молекул рассмотренных ферментов. Экспериментально можно частично
изменять среду протекания реакции, например, проводя ферментативный
гидролиз в водноорганических смесях. Для электростатики важно
изменение диэлектрической проницаемости растворителя. Заметим,
что оптическая диэлектрическая проницаемость, влияющая на энергию
реорганизации среды, и статическая, определяющая также и равновесные
электростатические взаимодействия зарядов в активном центре, могут
меняться по-разному, что позволяет разделить эффекты. Особенно
интересны в этом отношении водно-диметилсульфоксидные смеси, так
как в широком интервале концентраций ДМСО статическая диэлектрическая
проницаемость изменяется мало, а оптическая значительно. Будут
представлены данные по химотрипсиновому гидролизу в водно-диметилсульфоксидных
растворах.