* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

641 ФЕРМЕНТЫ 642 из к о н ц е н т р а ц и й п р о д у к т о в р а с щ е п л е н и й , п р е ­ вышающих равновесные, то Ф. д о л ж е н ката­ л и з и р о в а т ь и с и н т е т и ч е с к и й п р о ц е с с . Это не всегда у д а е т с я н а б л ю д а т ь , т . к . у м н о г и х ф е р ­ ментативных р е а к ц и й п о л о ж е н и е р а в н о в е с и я сдвинуто почти н а ц е л о в с т о р о н у р а с щ е п л е н и я . В тех ж е с л у ч а я х , к о г д а п о л о ж е н и е р а в н о в е ­ сия л е ж и т в п о д д а ю щ и х с я и з м е р е н и ю преде­ л а х , синтетическое действие Ф . л е г к о о б н а р у ­ живается, к а к н а п р . при действии л и п а з , глик о з и д а з , з и м о г е к с а з ы и д р . О б н а р у ж и в а я стереохим. с п е ц и ф и ч н о с т ь в о т н о ш е н и и р а с щ е п л я е ­ мых с у б с т р а т о в , Ф . п р о я в л я ю т ее и п р и с и н т е з е , и с п о л ь з у я и з р а ц е м и ч е с к о й смеси п р е и м у щ е ­ ственно л и ш ь один к а к о й - л и б о и з о м е р и осу­ щ е с т в л я я т . о. асимметрический синтез ( с м . ) . — Наряду с описанным простейшим механизмом синтеза путем к а т а л и з и р о в а н и я обратимой реакции, при участии ферментов осуществляют­ с я и с и н т е з ы более с л о ж н ы е , п р о т е к а ю щ и е по т и п у с о п р я ж е н н ы х р е а к ц и й . П р и м е р а м и их могут с л у ж и т ь с и н т е з у г л е в о д а и з м о л о ­ чной к-ты в м ы ш ц е ( р е а к ц и я П а с т е р - М е й е р гофа), р е с и н т е з д р у г и х а к т и в н ы х в е щ е с т в в мышце (фосфагена, аденил-пирофосфата—ре­ акция Ломана), синтез аминокислот из безазо­ тистых п р о д у к т о в и т . д . !- Т е о р и я д е. й с т в и я Ф . И с т о л к о в а н и е м е х а н и з м а д е й с т в и я и с в о е о б р а з н ы х особен­ ностей э н з и м а т и ч е с к о г о к а т а л и з а д о л ж н о н а д ­ лежащим образом учитывать наиболее х а р а к ­ терные ч е р т ы е г о , к а к и м и я в л я ю т с я : 1) ч р е з ­ вычайно в ы с о к а я э ф ф е к т и в н о с т ь Ф . к а к к а т а ­ л и з а т о р о в , п р о я в л я ю щ а я с я в о г р о м н ы х абсо­ л ю т н ы х с к о р о с т я х к а т а л и з и р у е м ы х ими р е а к ­ ц и й , 2) п р е д е л ь н а я специфичность д е й с т в и я к а к в с м ы с л е строго о г р а н и ч е н н о г о в ы б о р а с у б с т р а т а , т а к и в с м ы с л е с т о л ь ж е строго в ы ­ держанного направления реакции, протекаю­ щей в о т л и ч и е от т о г о , что часто н а б л ю д а е т с я при обычном к а т а л и з е , с н и ч т о ж н ы м о б р а з о ­ ванием к а к и х - Л и б о «побочных» п р о д у к т о в . В то ж е в р е м я , п о с к о л ь к у э н з и м а т и ч е с к о е д е й ­ ствие есть х о т я и с в о е о б р а з н ы й , но в с е ж е л и ш ь частный с л у ч а й к а т а л и з а в о о б щ е , и с т о л к о в а н и е его п р и р о д ы необходимо д о л ж н о о с н о в ы в а т ь с я на о б щ и х п р е д с т а в л е н и я х о с у щ н о с т и ката­ лиза ( с м . ) . В н а с т , в р е м я м о ж н о г о в о р и т ь о т р е х главных теориях действия Ф.: теория проме­ жуточных соединений, адсорпционная теория и теории, основывающиеся на молекулярнокинетических представлениях. Н и одна из них не м о ж е т быть п р и з н а н а и с ч е р п ы в а ю щ е й , они в з а и м н о д о п о л н я ю т д р у г д р у г а , но не д а ю т еще в о з м о ж н о с т и п о с т р о е н и я е д и н о й о б щ е й тэории ф е р м е н т а т и в н о г о д е й с т в и я . Классическая теория п р о м е ж у т о ч н ы х с о е д и н е н и й , в е д у щ а я в общем у ч е н и и о к а т а л и з е с в о е н а ч а л о от п е р в ы х и с с л е д о в а ­ ний в этом н а п р а в л е н и и , я в л я е т с я т а к ж е ос­ новной и н а и б о л е е п р и н я т о й в н а с т о я щ е е в р е м я теорией и к а т а л и з а э н з и м а т и ч е с к о г о . Свое наиболее п о л н о е р а з в и т и е в п р и л о ж е н и и к э н зиматическому к а т а л и з у о н а п о л у ч и л а в р а б о т а х Михаелиса. Михаелис принимает образование промежуточного соединения Ф. с субстратом S : F+S2.FS. (1) Т е о р и я М и х а е л и с а о к а з а л а с ь в е с ь м а плодо­ творной. Она дала возможность истолковать у с л о в и я обратимости д е й с т в и я Ф . , я в л е н и я у г н е т е н и я д е й с т в и я Ф . п р о д у к т а м и фермента­ тивной реакции или близкими к ним, тоже о б л а д а ю щ и м и сродством к Ф . с о е д и н е н и я м и (т. н . к о м п е т и т и в н о е и л и к о н к у р и р у ю щ е е у г н е ­ т е н и е ) , действие я д о в н а Ф . и т . д . В н а с т о ­ я щ е е в р е м я она я в л я е т с я н а и б о л е е р а з р а б о т а н ­ ной и экспериментально обоснованной теори­ ей ф е р м е н т а т и в н о г о д е й с т в и я . О д н а к о , к а к у к а ­ з ы в а л о с ь в ы ш е , считать ее и с ч е р п ы в а ю щ е й н е л ь з я . П р е ж д е всего п р и х о д и т с я о т м е т и т ь , & что о с н о в н ы е у р а в н е н и я этой т е о р и и ф о р м а л ь ­ но совпадают с выражениями (уравнениями изотермы адсорпции Ленгмюра), основанны­ ми н а п р е д с т а в л е н и и об адсорпционной, а н е хим. природе соединения Ф. с субстратом. Это м о ж е т с л у ж и т ь а р г у м е н т о м в п о л ь з у а д с о р п ц и о н н о й т е о р и и действия Ф . , р а с с м а т р и в а ю щ е й это д е й с т в и е н а основе у ч е ­ н и я о г е т е р о г е н н о м к а т а л и з е . У ч и т ы в а я отме­ ченное выше значение н а л и ч и я коллоидального н о с и т е л я д л я д е й с т в и я Ф . , необходимо п р и ­ з н а т ь , что э т о д е й с т в и е н е л ь з я р а с с м а т р и в а т ь и с к л ю ч и т е л ь н о с т о ч к и з р е н и я гомогенного к а т а л и з а , к а к это д е л а е т т е о р и я М и х а е л и с а ; мы здесь имеем м и к р о г е т е р о г е н н ы й к а т а л и з , с о е д и н я ю щ и й в себе ч е р т ы к а т а л и з а и гомоген­ н о г о , чисто х и м и ч е с к о г о , и м а к р о г е т е р о г е н н о го. Ч т о к а с а е т с я п о с л е д н е г о , то с о в р е м е н н ы е п р е д с т а в л е н и я д а л е к о о т о ш л и от п е р в о н а ч а л ь ­ ных представлений, полагавших причину уско­ рения реакции лишь в повышении концентра­ ции реагирующих веществ в поверхностном слое ( Б е й л и с ) . В м е х а н и з м е г е т е р о г е н н о г о к а ­ т а л и з а м ы имеем и м о м е н т ы х и м . п о р я д к а . Под влиянием действующих на поверхности к а т а л и з а т о р а с и л , и с х о д я щ и х от о п р е д е л е н н ы х х и м . г р у п п и р о в о к , и л и под д е й с т в и е м в о з н и ­ к а ю щ и х здесь электрических полей происхо­ дят изменения атомных расстояний в моле­ к у л е с у б с т р а т а , в о з н и к а ю т и з в е с т н ы е смеще­ ния валентных связей, последние ослабляют­ с я и тем п о д г о т о в л я е т с я р а с п а д м о л е к у л ы и л и в з а и м о д е й с т в и е ее с п а р т н е р о м по х и м . р е а к ц и и . Т е о р и я п р о м е ж у т о ч н ы х соединений х о р о ш о объясняет высокую специфичность Ф., адсорп­ ционная теория должным образом учитывает значение их коллоидальной природы. Но при­ веденное в ы ш е и з л о ж е н и е э т и х т е о р и й не д а е т еще о т в е т а н а в о п р о с об а б с о л ю т н ы х с к о р о с т я х ферментативных реакций, достигающих, как указывалось, необычайно высоких значений. В последнее в р е м я в ы д в и н у т а т е о р и я дей­ с т в и я Ф . по т и п у ц е п н ы х р е а к ц и й . П о т е о р и и Вилыптеттера и Габера (Haber), сформулиро­ ванной для объяснения действия окислительнов о с с т а н о в и т е л ь н ы х ф е р м е н т о в , фермент п у т е м моновалентного окисления субстрата образует и з п о с л е д н е г о свободный р а д и к а л , о б у с л о в л и ­ вающий возникновение цепной реакции; сам ж е ф е р м е н т п е р е х о д и т п р и этом временно в м о н о д е з о к с и - ф о р м у , и з к - р о й потом р е г е н е р и р у е т с я в и с х о д н о е с о с т о я н и е . В качестве п р и м е р а можно привести схему действия к а т а л а з ы : Н О - | - к а т а л а з а = Н 0 (первый р а д и к а л ) + д е з о к с и к а т а л а з а ; Н 0 + Н 0 = Q - f Н О + О Н (вто­ рой радикал); О Н + Н О = Н 0 + Н 0 (пер­ в ы й р а д и к а л ) и т . д. Т а к и м о б р а з о м Ф . у ч а с т ­ вует л и ш ь в первый момент—в образовании п е р в о г о р а д и к а л а , а д а л е е р е а к ц и я протекает у ж е б е з у ч а с т и я Ф , , п о к а ц е п ь не оборвется. С х о д н ы е в о з з р е н и я р а з в и л Медведев в отношеа а 8 2 2 2 s а 2 а 4 а Вторым этапом, составляющим самую сущ­ ность ф е р м е н т а т и в н о й р е а к ц и и , я в л я е т с я р а с ­ пад этого к о м п л е к с а с о б р а з о в а н и е м п р о д у к т а (Р) п р е в р а щ е н и я с у б с т р а т а и с р е г е н е р а ц и е й свободного, готового к д а л ь н е й ш е м у д е й с т ­ вию Ф . : FS^F + P. (2) В. М. Э. т. х х х ш . 21