Элементы химической логики

Как упоминалось в главах, посвященных структуре белков, молекула белка представляет собой почти идеальное сочетание прочности структуры с ее подвижностью. Это сочетание поддерживается принципом организации пространственной структуры, в основе которой лежит действие слабых сил, таких как силы гидрофобного взаимодействия, силы ван дер Ваальса, водородные связи и ионное взаимодействие. Природа получила хороший пластический материал для формирования молекул с широким спектром действия. Возможность свя зываться и узнавать бесчисленное число других молекул (лигандов) обусловлено принципом геометрической комплементарности, при котором геометрическая форма молекулы лиганда и форма активных участков на поверхности молекул белков дополняют друг друга. Специфичность взаимодействия с лигандами усиливается электронной комплементарностью, при которой распределение зарядов на взаимодействующих молекулах также дополняют друг друга. Те же типы связей, которые стабилизируют пространственную структуру белка природа использовала и для образования комплекса белок- лиганд. Это уже показано ранее в разделе посвященном принципам формирования четвертичной структуры, где сочетание геометрической и электрической составляющих комплементарности обеспечивают само сборку отдельных субъединиц белка с четвертичной структурной организацией. Поистине бесконечны варианты форм активных участков антител, избирательно взаимодействующих и с созданными природой и создаваемыми человеком молекулами – антигенами. Этот же принцип узнавания был использован и при создании биологических катализаторов химических реакций. Принцип комплементарного взаимодействия белка и участвующей в реакции молекулы был дополнен возможностью использования групп радикалов аминокислот активных связывающих лиганды участков в качестве катализаторов химических реакций. Высокую специфичность взаимодействия природа дополнила высокой эффективностью катализа. Настоящая глава посвящается знакомству со структурой и механизмом действия ферментов. Вступая в мир ферментов, мы попадаем в мир химических реакций поэтому начинаем с некоторых общих принципов химической логики, основы которой излагаются в курсе биоорганической химии.

В основе химических реакций лежит образование и разрыв химических связей