Cтраница 2
Хотя карты разностной электронной плотности для металл-замещенных производных КАС указывают, что замещенные катионы металлов присоединяются вблизи центра связывания Zn ( II), с точки зрения структуры невозможно объяснить полную потерю ферментативной активности при замещении металла. Чтобы разрешить изменение структуры упорядоченных молекул растворителя координируемых аминокислотных остатков при замещении иона металла, необходимы трехмерные карты разностной электронной плотности металлзамещенных аналогов КАС относительно апофер-мента. Трудно ожидать, что структурные детали малых изменений конфигурации групп вблизи катиона металла или изменения упорядоченности молекул растворителя в области активного центра могут быть определены на основе разностных карт Фурье, расчи-танных только в проекции. Более того, отсутствие больших кон-формационных изменений в области активного центра не исключает возможности изменений геометрии координации при замещении иона металла за счет незначительных сдвигов координируемых остатков. Хотя центры связывания ионов Мп ( П) практически совпадают с центром связывания Со ( П), такой слабый сдвиг тем не менее сопровождается заметным уменьшением ферментативной активности. Поскольку молекула воды, координированная тетраэдрическим Zn ( II), образует часть сложной структуры упорядоченных молекул растворителя в области активного центра [37, 252], малые различия конфигурации координируемых остатков гистидина и незначительные сдвиги центров связывания замещенных катионов металла могут оказывать сильное влияние на упорядоченную структуру растворителя. Эти искажения структуры растворителя, следовательно, приведут к изменению условий протекания реакций с участием воды в области активного центра. [16]
Аналогично соединениям Гриньяра LiAlH4 присоединяется к карбонильным группам и их гетероаналогам с образованием связи металл - гетероатом. В результате последующего гидролиза происходит замещение металла на водород. Образование алкоголятов и последующий гидролиз обусловливают то, что восстановление проходит как бы с удвоенным количеством водорода по сравнению с его содержанием в исходном комплексном гидриде. [17]
Можно надеяться, что другие детали механизма гидролиза пептидов также будут вскоре установлены. Гидролиз эфиров, таких, как ГФЛ, обнаруживает ряд особых черт. Ряд различий в гидролизе эфиров и пептидов сказывается на влиянии модификации тирозина, замещения металла и прибавления D2O, ингибиторов и активаторов. Из известного несходства двух реакций действительно вытекает существование количественных различий в соответствующих им наборах констант скорости, из-за которых стадии, лимитирующие скорость, для гидролиза пептидов и эфиров могут не совпадать. [18]
Для большого числа субстратов, кинетика реакций с которыми не подчиняется уравнению Михаэлиса-Ментен, побочные пути учитывались введением соответствующих поправок. В таблице приведены некоторые константы связывания, использованные ниже при обсуждении влияния модификации и замещения металла. Для субстратов приведены значения Ктя, определенные в стационарной фазе реакции. Понятно, что предположение о равенстве константы Михаэлиса равновесной константе связывания не всегда справедливо для быстро превращающихся субстратов. Если скорость этого процесса в присутствии субстрата существенно уменьшается, то при добавлении цинка к смеси фермента и субстрата и последующем быстром отделении белка образование Zn-КПА пропорционально количеству КПА, не связанной в комплекс с субстратом. Любые взаимодействия, не влияющие на скорость рекомбинации с металлом, оказываются при этом незамеченными. [19]
Кроме ферментов, в которых весь связанный металл либо его часть играют в большей степени структурную, чем каталитическую роль, известны ферменты, содержащие два различных металла, которые, по-видимому, играют одинаковую каталитическую роль, например алкогольдегидрогеназа, выделенная из дрожжей, выращенных в присутствии СоСЬ [92] ( разд. В таких случаях смешанная стехиометрия может быть результатом либо наличия двух металлоферментов в соответствующем соотношении, либо образования истинного гибридного металлофермента. Нет простых методов, чтобы установить разницу между этими двумя возможностями, кроме тех случаев, когда в результате замещения металла происходит изменение свойств белка. И хотя включение нескольких металлов в фермент является обычно результатом заранее обдуманного введения этих металлов в пищу или в питательную среду, однако такие же ситуации могут иметь место и в природе, и, таким образом, могут возникать те же проблемы оценки числа активных центров. [20]
О 8, существуют в соединениях только в парномчисле, однако почему это так - об этом мы вообще знаем так же мало, как и о том, почему эквиваленты имеют такие-то веса, а не другие. Если понимать под эквивалентом наименьшее количество вещества, которое может существовать в соединении, то кажется совершенно логичным принять О 16, и я думаю, что по чисто химическим причинам едва ли возможно предположение Купера считать обоснованным. Неизвестно никаких фактов, которые могли бы говорить за ( электрическое. Не следует предполагать, что во время двойного разложения при образовании солей ( будь это замещение металла водородом или окиси водой) 14, как и при всяком другом, молекулы, которые замещают друг друга, должны некоторое время существовать в свободном состоянии. Приводимые Кекуле факты15 делают такое представление вероятным. Приняв его, можно думать, что водород воды ( если она существует в кислотах как таков ш) прилегает к молекуле кислорода, заключенного в окиси, и при этом все же остается около связанного с ним атома кислорода. В случае, если состояние обеих молекул кислорода было различным, то оно должно под влиянием водорода стать тождественным, а затем, при делении, молекула водорода без затруднения покинет прежний кислород, так как новый также полно насытит ее сродство. Такое предположение по меньшей мере вероятно так же, как и всякое другое, которое не основано ни на каком прямом эксперименте. Я далек от того, чтобы защищать его как доказанную истину; думаю все же, что оно довольно ясно обнаруживает недостаточность упрека, сделанного теории замещения. [21]
Палладий, платина и железо также образуют комплексы с олефинами. Данные по их строению обсуждаются в обзоре [44] и в обзоре Чатта [33] на примере оксимеркурирования ненасыщенных систем. Единое мнение о структуре этих комплексов отсутствует, но во всех случаях атакующей частицей, по-видимому, является ион металла и, следовательно, эта реакция представляет собой первую стадию электрофильного присоединения. Например, может образоваться неустойчивый комплекс между ионом металла и ненасыщенным центром, а затем происходит замещение металла электрофилом. Таким способом, по-видимому, происходит гидратация ацетилена в присутствии ионов ртути. [22]
В одном процессе при уходе отщепляющейся группы освобождается место для электронной пары реагента, а в другом - электронная пара при уходе отщепляющейся группы остается. В реакциях первого типа входящая и уходящая группы субстрата перемещаются со своими электронами связи и обычно являются анионами, такими, как окси-анионы или галогенид-ионы; в реакциях второго типа эти группы входят и уходят без своих электронов связи и поэтому обычно являются катионами, такими, как ионы металлов или водорода. Вследствие того что множество простейших катионов представляет собой катионы металлов, можно ожидать, что электрофильное замещение в алифатическом ряду распространено в химии металлооргани-ческих соединений, точно так же как нуклеофильное замещение распространено в химии соединений, которые по контрасту мы могли бы назвать неметаллоорганическими. Все металлы, связанные подходящим образом с другими группами, являются потенциальными участниками таких реакций, поэтому можно ожидать, что к электрофильному замещению в алифатическом ряду будут относиться главным образом реакции замещения металла на металл в алкилах металлов, а также представляющие особые случаи реакции замещения водорода на водород. [23]