Размышления о биокатализе с участием фосфора^*

Аннотация

Данная работа представляет обзор исследований, проводившихся сначала в Кембридже, а затем в Шеффилде, в области химической биологии фосфатов. Ранние исследования химического синтеза биологических молекул позволили выделить и оценить биологическую активность фосфонатов, являющихся аналогами биологических фосфатов, в частности, их изостерические и изоэлектрические особенности. Эти работы по моделированию катализа со временем перешли на структурный уровень, включая в себя исследования нуклеотидзависимых ферментов. Использование фторидов металлов в роли аналогов фосфатной группы PO₃^– для изучения переходного состояния ферментативных реакций стимулировали совместное применение ¹⁹F ЯМР и белковой кристаллографии. Для ряда реакций представлены прямые экспериментальные данные и анализ аналогов переходного состояния ферментов. Из доступных соединений вида MF_х, трифторбериллат имеет тетраэдрическую структуру, позволяющую имитировать основное состояние, в котором фосфат связан с карбоксилатными и фосфатными оксианионами. Тетрафторбериллат широко используется в качестве миметика переходного состояния, однако в этом случае его окружение имеет октаэдрическую конфигурацию, в то время как комплексы фосфора в переходном состоянии имеют конфигурацию тригональной бипирамиды (ТБП). Трифтормагнезат, MgF₃^–, представляет собой почти идеальное решение, обладая ТБП конфигурацией и соответствующим зарядом аниона. Некоторые из сорока описанных комплексов с ТБП конфигурацией, которым приписывали конфигурацию типа AlF₃⁰, позднее были переопределены как комплексы со структурой трифтормагнезата. Анализ переходного состояния различных киназ, мутаз и фосфатаз позволил получить подробное описание механизма переноса фосфорной группы, который поддерживает концепцию баланса заряда в переходном состоянии и согласованно-ассоциативного маршрута биокатализа.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: