Имитатор фермента

Имитатор ферментов (или искусственный фермент ) — это раздел биомиметической химии, целью которого является имитация функции природных ферментов. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} — Имитатор фермента это небольшой молекулярный комплекс, который моделирует молекулярную структуру, спектроскопические свойства или реакционную способность фермента , иногда называемый биоинспирированными комплексами. ^{[ 6 ]}

Обзор

Ферменты это биологические катализаторы: биополимеры, катализирующие реакцию — . Хотя небольшое количество природных ферментов построено из РНК и называется рибозимами , большинство ферментов являются белками . Как и любой другой белок, фермент представляет собой аминокислот полимер с добавленными кофакторами и другими посттрансляционными модификациями . Часто большая часть аминокислотного полимера косвенно участвует в функции ферментов, возможно, обеспечивая вспомогательную структуру или связь, косвенную регуляцию активности или молекулярную идентификацию фермента. В результате большинство ферментов представляют собой большие молекулы весом во многие килодальтоны . Эта масса может скрыть различные методы исследования, такие как ЯМР , ЭПР , электрохимия , кристаллография и другие. Стандартной практикой является сравнение спектроскопических данных ферментов с аналогичными спектроскопическими данными, полученными для более охарактеризованных малых молекул. Таким образом, представления о металлоферментах и других металлопротеинах сложились . Во многих случаях аналоги малых молекул создавались по другим причинам; однако группы все чаще намеренно создают аналоги малых молекул, также известные как имитаторы ферментов. Эти имитаторы ферментов являются яркими примерами бионеорганическая химия .

Мотивация

Большинство исследований, имитирующих ферменты, мотивированы комбинацией факторов, включая факторы, не связанные с ферментом. Некоторые факторы, связанные с ферментом, перечислены ниже.

Определение структуры активного сайта. Ряд важных активных объектов все еще плохо определен. Сюда входят комплекс, выделяющий кислород , и нитрогеназа . Чтобы понять эти ферменты, создаются аналоги малых молекул и сравниваются с данными, существующими для белков.

Понимание функции активного сайта. Структура некоторых ферментов очень хорошо изучена, однако функция некоторых компонентов активного центра изучена плохо. Это часто исследуют с помощью сайт-направленного мутагенеза . Кроме того, синтез модельного комплекса позволяет предположить функцию различных компонентов.

Воспроизведение функции ферментов. Ряд ферментов представляют интерес, поскольку они катализируют реакции, которые химикам кажутся сложными. Эти реакции включают частичное окисление углеводорода метанмонооксигеназой ) или окисление и образование водорода гидрогеназой ( ММО . «Функциональные» имитаторы ферментов или биотехнологические катализаторы разрабатываются с учетом характеристик фермента в надежде воспроизвести функциональность фермента.

Важные примеры

Этот список чрезвычайно сокращен с точки зрения имитируемых ферментов и основных исследователей, работающих над каждым имитатором фермента.

Ричарда Холма Работа по имитации нитрогеназы и созданию кластеров железа и серы .

Стивена Липпарда Работа над MMO .

Работа Томаса Раухфуса, Марсетты Даренсбург и Кристофера Пикетта по имитаторам гидрогеназы .

Гарри Грея Работа с комплексами порфиринов .

Рональд Бреслоу и Ларри Э. Оверман ввели термин «искусственный фермент». ^{[ 3 ]}

Ссылки

^ «Домашняя страница группы Бреслоу» . www.columbia.edu . Проверено 11 декабря 2015 г.
^ Бреслоу, Рональд (1 марта 1995 г.). «Биомиметическая химия и искусственные ферменты: катализ по дизайну». Отчеты о химических исследованиях . 28 (3): 146–153. дои : 10.1021/ar00051a008 . ISSN 0001-4842 .
^ Jump up to: ^а ^б Бреслоу, Рональд; Оверман, Ларри Э. (1 февраля 1970 г.). « Искусственный фермент», сочетающий в себе металлическую каталитическую группу и гидрофобную связывающую полость». Журнал Американского химического общества . 92 (4): 1075–1077. дои : 10.1021/ja00707a062 . ISSN 0002-7863 .
^ «Уайли: Искусственные ферменты - Рональд Бреслоу» . as.wiley.com . Проверено 11 декабря 2015 г.
^ Кирби, Энтони Дж; Хольфельдер, Флориан. «От моделей ферментов к моделям ферментов (издательство RSC) Энтони Дж. Кирби, Флориан Холлфельдер» . pubs.rsc.org . Проверено 11 декабря 2015 г.
^ Стивен Дж. Липпард, Джереми М. Берг, Принципы бионеорганической химии , Университетские научные книги, 1994 , ISBN 0-935702-72-5

[1] «Домашняя страница группы Бреслоу» . www.columbia.edu . Проверено 11 декабря 2015 г.

[2] Бреслоу, Рональд (1 марта 1995 г.). «Биомиметическая химия и искусственные ферменты: катализ по дизайну». Отчеты о химических исследованиях . 28 (3): 146–153. дои : 10.1021/ar00051a008 . ISSN 0001-4842 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^б Бреслоу, Рональд; Оверман, Ларри Э. (1 февраля 1970 г.). « Искусственный фермент», сочетающий в себе металлическую каталитическую группу и гидрофобную связывающую полость». Журнал Американского химического общества . 92 (4): 1075–1077. дои : 10.1021/ja00707a062 . ISSN 0002-7863 .

[4] «Уайли: Искусственные ферменты - Рональд Бреслоу» . as.wiley.com . Проверено 11 декабря 2015 г.

[5] Кирби, Энтони Дж; Хольфельдер, Флориан. «От моделей ферментов к моделям ферментов (издательство RSC) Энтони Дж. Кирби, Флориан Холлфельдер» . pubs.rsc.org . Проверено 11 декабря 2015 г.

[6] Стивен Дж. Липпард, Джереми М. Берг, Принципы бионеорганической химии , Университетские научные книги, 1994 , ISBN 0-935702-72-5

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]