Химотрипсин: инструкция по применению порошка. Инструкция по применению химотрипсин Фермент химотрипсин используется в медицине для

Русское название

Латинское название вещества Химотрипсин

Фармакологическая группа вещества Химотрипсин

Типовая клинико-фармакологическая статья 1

Фармдействие. Протеолитическое средство белковой природы. Получают из поджелудочной железы крупного рогатого скота. При в/м введении оказывает противовоспалительное действие; при местном применении расщепляет некротизированные ткани и фибринозные образования; разжижает вязкий секрет, экссудат, сгустки крови. Гидролизует белки и пептоны с образованием низкомолекулярных пептидов, расщепляет связи образованные остатками ароматических аминокислот (тирозин, троптофан, фенилаланин, метионин).

Показания. Тромбофлебит, пародонтоз (воспалительно-дистрофические формы), остеомиелит, гайморит, отит, ирит, иридоциклит, интракапсулярная экстракция катаракты, кровоизлияние в переднюю камеру глаза, отек периорбитальной области после операций и травм; трахеит, бронхит; эмпиема плевры, экссудативный плеврит; ожоги, гнойные раны, пролежни (применяют местно).

Противопоказания. Гиперчувствительность, злокачественные новообразования, декомпенсированные формы туберкулеза легких, ХСН II-III ст., дистрофия и цирроз печени, инфекционный гепатит, панкреатит, геморрагический диатез, эмфизема легких с дыхательной недостаточностью. Нельзя вводить в кровоточащие полости, наносить на изъязвленные поверхности злокачественных опухолей.

С осторожностью. Эмпиема плевры туберкулезной этиологии (рассасывание экссудата может способствовать развитию бронхоплевральной фистулы).

Дозирование. Местно. На гнойные раневые поверхности накладывают на 8 ч стерильные салфетки, смоченные раствором 25-50 мг химотрипсина в 10-50 мл 0,25% раствора прокаина.

В/м, взрослым — по 2,5 мг 1 раз в день; растворяют непосредственно перед применением 5 мг в 1-2 мл стерильного 0,9% раствора NaCl или 0,5-2% раствора прокаина. Курс лечения — 6-15 инъекций.

Побочное действие. Аллергические реакции, повышение температуры тела до субфебрильной, тахикардия.

После ингаляционного введения: раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей, охриплость голоса.

При субконъюнктивальном введении: раздражение и отечность конъюнктивы (в этом случае рекомендуется уменьшить концентрацию применяемого раствора).

При в/м введении: болезненность и гиперемия в месте введения.

Государственный реестр лекарственных средств. Официальное издание: в 2 т.- М.: Медицинский совет, 2009. - Т.2, ч.1 - 568 с.; ч.2 - 560 с.

Взаимодействия с другими действующими веществами

Торговые названия

Химотрипсин – это лекарственное средство, оказывающее иммуностимулирующее и противовоспалительное действия. Выпускается в форме лиофилизата для приготовления раствора для наружного и местного применения.

Фармакологическое действие Химотрипсина

Активным действующим компонентом препарата является химотрипсин, который является производной поджелудочной железы рогатого скота. Вспомогательными веществами, входящими в состав лиофилизата, выступают серин, аспарагиновая кислота, ферменты животного происхождения.

Лекарство представляет собой протеолитическое белковое средство. При применении Химотрипсин способствует расщеплению некротизированных тканей и фиброзных образований, разжижению вязкого секрета, сгустков крови и экссудата.

Препарат активизирует процесс гидролизации белка и пептонов, в результате чего образуются низкомолекулярные пептиды и происходит расщепление связей, образованных остатками крови ароматических аминокислот, таких как метионин, фенилаланин, триптофан, тирозин.

Лекарственное средство обладает выраженным заживляющим, противовирусным и противовоспалительным эффектами.

Показания к применению Химотрипсина

В соответствии с инструкцией к Химотрипсину, препарат предназначен для профилактики и лечения:

• Тромбофлебита (воспаления стенки вен, сопровождающееся их закупоркой);
• Ожогов, гнойных нарывов, пролежней;
• Болезней дыхательной системы (в том числе абсцесса легких, пневмонии, ангины, трахеита, бронхита);
• Заболеваний органов чувств (отита, синусита, евстахиита, помутнений стекловидного тела глаза воспалительного и травматического характера, тромбоза сетчатки, катаракты);
• Остеомиелита (воспаления костного мозга и прилегающих костных тканей)

Эффективно применение Химотрипсина в качестве профилактики осложнений после хирургических операций на лёгких.

Способы применения и дозировки Химотрипсина

Согласно инструкции к Химотрипсину, доза препарата назначается и корректируется лечащим врачом индивидуально для каждого пациента, в зависимости от течения заболевания и состояния больного.

При воспалениях органов дыхательной системы лекарство вводят внутримышечно 1 раз в день в дозировке 5-10 мг. Продолжительность лечения – 12-14 дней. При необходимости назначают повторный курс, но не раньше чем через 2 недели.

С целью профилактики, а также в качестве антибактериального средства раствор вводят в суточной дозе 10-30 мг 1 раз в день внутриплеврально, разводя препарат в изотоническом растворе натрия хлорида (20-50 мл).

Для терапии воспалений органов чувств Химотрипсин вместе с 1% новокаином капают на слизистые оболочки по 1 мл дважды в день.

При тромбофлебите лекарство вводят внутримышечно в дозе 10 мг на протяжении 10 дней.

Местно к пораженным кожным покровам и гнойным ранам прикладывают стерильные салфетки, пропитанные 20-40 мг препарата с добавлением 10 мл раствора прокаина. Курс терапии – 10 дней.

Побочные действия Химотрипсина

В отзывах о Химотрипсине отмечено, что данное лекарственное средство может вызывать повышение температуры тела, гиперемию кожи, конъюнктивит, воспаления и отеки слизистых оболочек органов чувств, тахикардию.

При продолжительном применении Химотрипсина часто возникают аллергические реакции в виде кожной сыпи, бронхоспазма, гипертермии, жжения и зуда, а также крапивницы.

Противопоказания к применению Химотрипсина

Противопоказаниями к Химотрипсину по инструкции являются:

• Повышенная чувствительность к веществам, входящим в его состав;
• Открытые раны;
• Злокачественные опухоли;
• Глубокие повреждения кожных покровов;
• Цирроз печени;
• Туберкулез;
• Почечная недостаточность;
• Эмфизема легких;
• Гепатит;
• Нефрит;
• Детский возраст младше 18 лет;
• Период беременности и лактации.

С осторожностью Химотрипсин следует применять людям в пожилом возрасте, с сердечной недостаточностью и тяжелыми заболеваниями органов желудочно-кишечного тракта.

Нельзя наносить препарат на кровоточащие раны и кожу с аллергическими реакциями и отеками.

Передозировка Химотрипсином

В отзывах о Химотрипсине сообщений о случаях передозировки лекарством нет, что объясняется его низкой токсичностью.

Аналоги Химотрипсина

По действующему веществу и фармакологическим свойствам аналогами Химотрипсина являются Дальцекс-Трипсин, Катаферм 50 ПЕ, Коллализин, Коллитин, Лизоамидаза, Пакс-трипсин, Профезим, Стрептолавен, Террилитин, Химопсин.

Дополнительная информация

В инструкции к Химотрипсину указано, что хранить средство нужно в затемненном, прохладном и недоступном для детей месте.

Из аптек отпускается по рецепту лечащего врача.

Срок годности – 3 года.

Латинское название: Chymotrypsin
Код АТХ: D03BA
Действующее вещество: Химотрипсин
Производитель: Самсон-Мед, РФ
Отпуск из аптеки: По рецепту
Условия хранения: t 0 — 10 градусов
Срок годности: До 3 лет

Химотрипсин – порошок, который направлен на борьбу с патогенными белками, чем ускоряет процесс выздоровления от недугов системы дыхания. В составе одноименный активный ингредиент.

Показания к применению

Химотрипсин используется при следующих болезненных состояниях:

• Воспалительно-дистрофическая форма пародонтоза
• Воспаление стенки вены с образованием тромба
• Воспаление гайморовой пазухи носа
• Остеомиелит
• Воспаление радужной оболочки глаза
• Воспаления к разных частях уха
• Болезни бронхов и трахеи
• Экстракция катаракты.

Состав и форма выпуска

В химсоставе медикамента находится химотрипсин – основной рабочий компонент. Дополнительно необходимо было присоединение аспарагиновой к-ты, ферментов животного происхождения и серина.

Главный активный элемент представляет собой особый протеолитический фермент, продуцирующийся поджелудкой млекопитающих.

В медицине же используют фермент, полученный из железы крупного рогатого скота.

Химотрипсин представляет собой спрессованный мелкокристаллический кипенно-белый порошок без запаха и вкуса, который помещается в стеклянные герметичные ампулы. Последние укладываются на пластиковые прозрачные блистеры по 5 штук, в упаковке находится 10 доз. Дополнительно в коробке есть инструкция по применению.

Лечебные свойства

Химотрипсин – это средство, которое направлено на расщепление патогенных белков. Основной элемент синтезируется из животной поджелудочной железы.

Внутримышечное введение обеспечивает антивоспалительный эффект. Местное использование стимулирует расщепление некротизированных тканей, сгустков крови и тромбов. Средство хорошо справляется с мокротой и экссудатом.

Из-за работы препарата происходит расщепление соединений, образованных аминокислотами, а также осуществляется гидролиз белков.

Порошок имеет активное воздействие на организм при недугах дыхательных путей, образующих вязкую мокроту.

Способ применения

Порошок Химотрипсин инструкция советует разводить в 0,5- 2% новокаине или хлориде натрия. Инъекции ставят внутримышечно, т.е. в ягодицу.

Дозировка для взрослых на сутки – от 5 до 10 мг. Обычно курс составляет 10-12 дней. После этого через неделю или 10 дней лечение можно повторить. Подробную дозировку и схему назначит специалист, после исследований и результатов анализов.

Дополнительно медикамент разрешено использовать местно на гнойно-раневые поверхности. Для этого используют стерильные бинты или салфетки, смоченные в растворе химотрипсина (25-50г) и прокаина (10-50мл 0,25%). Время – 8 часов.

Порошок запрещен к приему будущими мамами и кормящими.

Противопоказания и меры предосторожности

Цена: 1000 руб

Препарат запрещен к приему, если у больного наблюдается одно или несколько нижеописанных состояний:

• Аллергия на основной или дополнительные ингредиенты ЛС
• Туберкулез в декомпенсированной форме
• Злокачественные опухоли, которые распадаются
• Кровоточащие раны
• Цирроз
• Инфекционный вид гепатита
• Геморрагический вид диатеза
• Воспаление поджелудочной железы
• Эмфизема
• Недостаточность сердца или дыхательной системы.

Внимание! Запрещен внутривенный ввод медикамента

Для лиц, страдающих тяжелой формой туберкулеза, препарат вводят постепенно, начиная с небольших доз.

Прием антигистаминных препаратов требует проведения предупредительных мер с целью выведения данных средств из организма.

Химотрипсин может оказывать негативное влияние на координацию и мозговую деятельность, поэтому люди, работающие со сложными механизмами или управляющие транспортом, должны соблюдать особую осторожность.

Побочные эффекты, передозировка, взаимодействие

Прием ЛС способен справоцировать развитие негативных эффектов:

• Жжение и чувство боли в месте инъекции
• Аллергии разных типов
• Тахикардия
• Отеки и раздражения конъюнктивы
• Открытие кровотечения из ран
• Малозначимое увеличение температуры.

Из-за низкой токсичности случаи негативного влияния на организм повышенных доз препарата не отмечались.

Химотрипсин, как и его аналоги, может снижать всасываемость железа, если последние принимаются параллельно с рассматриваемым средством.

Бронхорасширяющие препараты и антибиотики можно принимать одновременно с порошком.

Аналоги

Самсон-Мед, Россия

Цена: 950 руб

Трипсин назначается для терапии болезней дыхательной системы и некоторых недугов глаз и заживления ран. В основе лежит трипсин, который также извлекается из поджелудки крупного рогатого скота. Выпускается в виде порошка для инъекций.

Плюсы:

• Незначительно, но дешевле Химотрипсина
• Хороший эффект от терапии.

Минусы:

• Жжется при введении
• Имеет множество побочных эффектов.

Химотрипсин - протеолитический фермент; катализирует расщепление белков и пептидов. Относится к пептид-гидролазам. Вместе с трипсином участвует в протеолизе белков пищи в тонкой кишке Химотрипсин преимущественно расщепляет связи, образованные СООН-группами аминокислот, имеющими гидрофобные боковые цепи, и характеризуется более широкой специфичностью действия, чем трипсин. В отличие от трипсина Х. створаживает молоко.

Химотрипсин вырабатывается экзокринными клетками поджелудочной железы в виде неактивного профермента - химотрипсиногена, который секретируется в двенадцатиперстную кишку, где под влиянием трипсина превращается в химотрипсин. У человека и большинства млекопитающих обнаружены два вида химотрипсиногена - А и В, различающиеся по своим физико-химическим свойствам. В процессе активации химотрипсиногена А образуется несколько активных форм химотрипсина, различных по растворимости, форме кристаллов и величины ферментативной активности. Основной формой химотрипсина является химотрипсин А - белок с молекулярной массой около 25 000. Фермент максимально устойчив в слабокислой среде; в нейтральной и слабощелочной средах подвергается аутолизу. Оптимум действия Х. находится при рН 7,5-8,2.

Для определения активности Х. предложен ряд методов,

Активность Х. угнетается рядом синтетических и природных ингибиторов. В плазме крови и тканях присутствуют белковые ингибиторы Х., предохраняющие белки от разрушения этим ферментом. Многие из них поливалентны к угнетают также активность других протеаз (например, a 2 -макроглобулин, некоторые ингибиторы трипсина); специфическим ингибитором Х. в плазме крови является a 1 -антихимотрипсин.

Химотрипсин используется в качестве лекарственного средства, способного избирательно расщеплять белки некротизированных тканей, ных образований, разжижать вязкие экссудаты, гнойные массы. Он оказывает противовоспалительное, противоотечное действие и способствует заживлению ран. Лекарственные препараты Х. получают из химотрипсиногена А, который выделяют из поджелудочной железы крупного рогатого скота и после перекристаллизации активируют трипсином. В медицинской практике применяют химотрипсин А, выпускаемый под названием «химотрипсин кристаллический». Это порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде и в изотоническом растворе натрия хлорида.

Показания к применению,

Форма выпуска: герметически укупоренные флаконы или ампулы, содержащие по 0,005 г (5 мг ) и 0,01 г (10 мг ) кристаллического химотрипсина. Хранение в защищенном от света месте при температуре не выше +10°.

Сериновые протеиназы.

Механизм действия химотрипсина и карбоксипептидазы.

Ранее уже упоминалось, что поджелудочная железа ответственна за продукцию целой группы протеолитических ферментов, гидролизующих пептидные связи, образованные разными аминокислотами. Ферменты, участвующие в переваривании белков, и их специфичность в отношении пептидных связей, образуемых разными аминокислотами, приведены в табл. 3.1. Наиболее важным и полно изученным представителем интестинальных протеиназ, относящихся к семейству сериновых протеиназ , является химотрипсин. Химотрипсин представляет собой пищеварительный фермент, синтезируемый в виде зимогенаацинарными клетками поджелудочной железы.

Таблица 3.1

Субстратная специфичность протеиназ желудочно-кишечного тракта

Внутри ацинарных клеток новосинтезированные молекулы белка транспортируются из эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи, где они окружаются белково-липидной мембраной – так образуются зимогеновые гранулы, которые в электронном микроскопе выглядят как очень плотные тельца (рис. 3.3).

Рис. 3.3 Электронная микрофотография зимогеновых гранул в ацинарных клетках поджелудочной железы (по рисунку G. Palade изСтрайер Л ., Биохимия

«Мир», М., т. 2, 1985).

Зимогеновые гранулы, содержащие химотрипсиноген, накапливаются в верхушке ацинарных клеток и затем под действием гормонального или нейронального сигнала выбрасываются в проток, ведущий в двенадцатиперстную кишку.

Химотрипсиноген представлен одной полипептидной цепью из 245 аминокислот. Цепь стабилизирована пятью дисульфидными мостиками. Активация химотрипсиногена осуществляется под действием трипсина, расщепляющего пептидную связь между аргинином-15 и изолейцином-16.

Образующийся при этом активный π -химотрипсин действует на другие молекулы химотрипсиногена (рис. 3.4).

Рис. 3.4 Схема, иллюстрирующая последовательность стадий активации химотрипсина

Далее π -химотрипсин подвергается дополнительному протеолитическому действию химотрипсина с выщеплением двух дипептидов Ser14 -Arg15 и Thr147 -Asn148 и образованием стабильной формы фермента –α - химотрипсина.

Поскольку химотрипсин является одним из наиболее полно изученных ферментов, целесообразно рассмотреть его структуру и механизм действия более детально. Молекула α -химотрипсина состоит из трех полипептидных цепей, соединенных двумя межцепочечными дисульфидными связями (рис. 3.5).

Рис. 3.5 Молекула α -химотрипсина имеет два межцепочечных дисульфидных мостика и три внутрицепочечные дисульфидные связи.

Молекулярная масса α -химотрипсина составляет около 25.000 Да. Молекула имеет компактную эллипсоидную форму размером 51× 40× 40 Å. Все заряженные группы, за исключением трех, необходимых для катализа, находятся на поверхности молекулы.

Равновесие реакции гидролиза сдвинуто практически полностью в сторону расщепления пептидных связей. Однако химотрипсин способен гидролизовать с высокой скоростью далеко не каждую пептидную связь. Он действует избирательно на связи, образованные карбоксильными группами ароматических кислот и аминокислот с гидрофобными радикалами большого размера, например метионина .

Характерной особенностью химотрипсина является его способность гидролизовать эфирные связи . По существу, значительная часть сведений о механизме действия химотрипсина была получена при изучении гидролиза

сложных эфиров.

Как было показано, химотрипсин катализирует гидролиз пептидных и эфирных связей в два отдельных этапа. Впервые это было обнаружено при изучении кинетики гидролиза сложноэфирной связи n -нитрофенилацетата.

Анализ реакции показал, что высвобождение в ходе гидролиза одного из продуктов – n -нитрофенола происходит в две стадии: сначалаn - нитрофенол высвобождаетсявзрывообразно , а затем он образуется уже с

меньшей стационарной скоростью.

В общих чертах процесс гидролиза n -нитрофенилацетата сводится к образованию фермент-субстратного комплекса, затем эфирная связь в субстрате расщепляется и n -нитрофенол высвобождается, при этом ацетильная группа субстрата остается ковалентно связанной в активном центре фермента. Далее вода атакует ацетил-ферментный комплекс с образованием ацетат-иона и регенерированного фермента (рис. 3.6)

Рис. 3.6 Ацилирование: образование комплекса ацетил-фермент в качестве промежуточного продукта. Деацилирование: гидролиз промежуточного комплекса ацетил-фермент.

Быстрая начальная фаза высвобождения n -нитрофенола связана с образованием ацил-ферментного комплекса, показанного на рис. 3.6 значком

(*). Этот этап называют ацилированием . Второй этап, называемыйдеацилированием , соответствует стационарной стадии реакции, являющейся одновременнолимитирующей . Ацил-ферментный комплекс оказался настолько стабильным, что в определенных условиях, его удается выделить. После того, как при pH 3 был выделен в чистом виде этот промежуточный ацил-ферментный комплекс, удалось охарактеризовать место, по которому происходит присоединение ацильной группы к ферменту. Оказалось, что ацильная группа связана с атомом кислорода специфического остатка серина

– серина-195 (Ser-195). Именно по этой причине химотрипсин относят к группесериновых протеиназ . Этот остаток серина проявляет необычайно высокую реакционную способность. Его можно специфически пометить

органическим фторфосфатом – диизопропилфторфосфатом(рис. 3.7).

Рис. 3.7 Диизопропилфосфат (ДПФФ) инактивирует химотрипсин путем образования диизопропилфосфорильного производного серина-195.

О повышенной реакционной способности серина-195 говорит тот факт, что остальные 27 остатков серина в химотрипсине абсолютно не взаимодействуют с диизопропилфторфосфатом (ДПФФ). Кстати, химотрипсин не единственный фермент, который ингибируется ДПФФ. Многие другие протеолитические ферменты такие, кактрипсин, эластаза,

тромбин, бактериальный субтилизин также специфически реагируют с ДПФФ, полностью теряя при этом активность. Как и в случае химотрипсина, данные протеиназы взаимодействуют с ДПФФ за счет одного единственного остатка серина. Таким образом, уместно говорить о существовании целого семейства сериновых протеиназ.

В каталитических актах химотрипсина, однако, принимает участие не только боковой радикал Ser-195. Было показано, что в активном центре фермента важную роль играет также остаток гистидина – His-57. Доказать его участие в катализе удалось с помощью так называемойаффинной метки , которая связывается с химотрипсином подобно субстрату с одной стороны и образует ковалентную связь с определенной группой в активном центре, с другой стороны.

Такой меткой для химотрипсина является соединение тозил-L- фенилаланинхлорметилкетон , строение которого приведено на рис. 3.8.

Рис. 3.8 Структура тозил-L-фенилаланинхлорметилкетона, используемого в качестве аффинной метки химотрипсина (R – тозильная группа).

Наличие в молекуле метки боковой цепи, представленной фенилаланином, обеспечивает ее специфическое взаимодействие с ферментом. Реакционноспособная группа метки – хлорметилкетон взаимодействует только с остатком His-57 и алкилирует один из атомов азота гистидинового кольца. Взаимодействие такой аффинной метки с химотрипсином полностью лишает его ферментативной активности. Существует несколько доказательств высокой специфичности взаимодействия метки с химотрипсином:

− во-первых, аффинная метка высоко стереоспецифична. D-изомер метки с химотрипсином не взаимодействует;

− во-вторых, конкурентный ингибитор химртрипсина – β -фенилпропионат тормозит процесс взаимодействия метки с белком;

− в-третьих, скорость инактивации химотрипсина при добавлении метки находится в такой же зависимости от pH, как скорость катализа.

Схема взаимодействия тозил-L-фенилаланинхлорметилкетона с His-57 приведена на рис. 3.9.

Рис. 3.9 Алкилирование гистидина-57 в химотрипсине при взаимодействии с тозил-L-фенилаланинхлорметилкетоном.

Таким образом, для проявления каталитической активности химотрипсина принципиальным является присутствие в активном центре фермента остатков Ser-195 и His-57. Как было показано позже, рядом с этими остатками в молекуле химотрипсина находится также остаток аспарагиновой кислоты - Asp-102. Рентгеноструктурный анализ показал, что все три остатка находятся рядом друг с другом и создают так называемуюсистему переноса заряда за счет того, что Asp-102 образует водородную связь с His-57, который в свою очередь соединен водородной связью с Ser195 (рис. 3.10).

Рис. 3.10 Система переноса заряда в активном центре химотрипсина в отсутствие субстрата (Blow D.M., Steitz T.A., X-ray diffraction studies of enzymes,Ann. Rev. Biochem., 1976,39 , 86-95).

Карбоксилат-ион Asp-102 поляризует имидазольную группу His-57, что повышает его способность осуществлять челночное связывание протона, и при взаимодействии субстрата с молекулой химотрипсина Asp-102 и His-57 акцептируют протон гидроксильной группы Ser-195.

Рис. 3.11 Система переноса заряда в активном центре химотрипсина в присутствии субстрата. При добавлении субстрата происходит промежуточное связывание протона аспартатом-102 и гистидином-57 (Blow D.M., Steitz T.A., X-ray diffraction studies of enzymes,Ann. Rev. Biochem., 1976,39 , 86-95).

Локализация сайтов специфического связывания субстрата и вероятная ориентация гидролизуемой пептидной связи были установлены в результате выполнения рентгеноструктурного анализа комплексов химотрипсина с аналогами субстрата. В частности было показано на примере изучения комплексов химотрипсина с негидролизуемым аналогом субстрата – формил-L-триптофаном существование в ферменте глубокого гидрофобного

кармана вблизи серина-195, который по размеру соответствует боковым радикалам ароматических аминокислот (рис. 3. 12).

Рис. 3.12 Схематическое изображение связывания формил-L-триптофана химотрипсином.

Именно наличием этого глубокого кармана объясняется специфичность химотрипсина в отношении аминокислот с ароматической или иной гидрофобной боковой цепью большого размера. При рентгеноструктурном анализе комплексов химотрипсина с аналогами полипептидных субстратов обнаружено большое число водородных связей между основными цепями фермента и субстрата, которые располагаются также, как в антипараллельных β -складчатых слоях.

Механизм каталитического действия химотрипсина

Интенсивные и всеобъемлющие рентгеноструктурные и биохимические исследования химотрипсина позволили прийти к определенному выводу относительно механизма его каталитического действия. Как уже упоминалось, His-57 и Ser-195 принимают непосредственное участие в расщеплении пептидной связи субстрата. Гидролиз этой связи начинается с того, что кислородный атом OH-группы Ser-195 атакует атом углерода карбонильной группы

гидролизуемой пептидной связи субстрата. В результате связь между атомами C и O в карбонильной группе становится одинарной и атом O приобретает отрицательный заряд. При этом четыре разных атома, связанные с углеродом карбонильной группы располагаются в виде тетраэдра. Образование такого тетраэдрического промежуточного соединения оказывается возможным благодаря возникновению водородных связей между отрицательно заряженным атомом кислорода (называемымоксианионом ) и двумя NH-группами основной цепи фермента (рис. 3.13).

Рис. 3.13 Тетраэдрическое промежуточное соединение в реакциях ацилирования и деацилирования химотрипсина. Стабильность промежуточного соединения обеспечивают водородные связи, образованные NHгруппами основной цепи фермента.

Этот участок химотрипсина называется полостью оксианиона . В механизме образования упомянутого промежуточного соединения важнейшую роль играет перенос протона от Ser-195 на His-57.

Рис. 3.14 Первый этап гидролиза пептидов химотрипсином – ацилирование. Образуется тетраэдрическое промежуточное соединение. Затем аминный компонент субстрата быстро отделяется от фермента, а сам фермент превращается в промежуточный продукт – ацил-фермент.

Перенос протона значительно облегчается благодаря присутствию системы переноса заряда. Остаток Asp-102 строго ориентирует положение имидазола гистидина-57 и частично нейтрализует заряд появляющийся на этом кольце. Протон, связанный парой His-Asp переходит затем к атому азота гидролизуемой пептидной связи, которая в результате разрывается. На этой стадии аминный компонент субстрата соединяется водородной связью с His-57, а кислотный компонент – эфирной (ковалентной) связью с Ser-195, завершая тем самым этапацилирования . Таким образом, при ацилировании химотрипсина образуется промежуточное тетраэдрическое соединение (1) и, в последствии, аминный компонент субстрата (2) быстро отделяется от фермента. Сам фермент превращается в промежуточный продукт катализа – ацил-фермент (3) (рис. 3.14).

Рис. 3.15 Второй этап гидролиза пептидов химотрипсином – деацилирование. Ацил-фермент гидролизуется водой. Деацилирование по существу представляет собой реакцию, обратную ацилированию, но место аминного компонента субстрата занимает вода.

На следующей стадии – деацилирования аминный компонент диффундирует от фермента, а его место в активном центре занимает вода.

По сути дела деацилирование представляет собой процесс обратный ацилированию. Сначала система переноса заряда отрывает протон от воды.