Активные центры

Активные центры,

1) в учении о скоростях химических реакций свободные атомы или радикалы, возникающие как промежуточные продукты реакций и обладающие высокой реакционной способностью.

2) В учении о гетерогенном катализе места на поверхности твёрдого тела, на которых адсорбируются молекулы исходных веществ, перед тем как вступают в реакцию.

3) В ферментативном катализе особые участки поверхности молекулы фермента, на которых протекают ускоряемые ими реакции. В ферментах активные центры — определённые группировки аминокислотных остатков, атомы металлов, простетические или боковые группы некоторых аминокислотных остатков (цистеина, серина, гистидина), входящие в состав фермента; активные центры фермента образуются в белковой молекуле в результате сближения определённых участков полипептидной цепи (см. Белки).

4) В иммунологии участки молекул антитела, связывающиеся с бактериями, вирусами или др. антигенами.

Лит.: Ашмор П., Катализ и ингибирование химических реакций, пер. с англ., М., 1966; Кретович В. Л., Введение в энзимологию, М., 1967.

В. П. Мишин.

Комментарии^*

Дополнения к описанию активных центров:

Структурные особенности активных центров ферментов:
- Часто представляют собой трёхмерную щель или карман, образованный аминокислотными остатками, которые могут быть удалены друг от друга в первичной структуре белка.
- Включают два ключевых участка: каталитический центр (непосредственно осуществляет химическое превращение) и контактный (якорный) участок (обеспечивает специфическое связывание субстрата).
Механизм действия:
- Снижают энергию активации реакции за счёт:
- Кислотно-основного катализа (участие гистидина, аспарагиновой и глутаминовой кислот).
- Ковалентного катализа (образование промежуточного комплекса фермент-субстрат).
- Сближения и правильной ориентации реагирующих молекул.
- Напряжения субстрата (изменение конформации субстрата при связывании).
Специфичность:
- Обладают высокой стерической и электростатической комплементарностью к субстрату, что объясняет их избирательность (например, модель "ключ-замок" и индуцированного соответствия).
Активные центры в гетерогенном катализе:
- Могут быть дефектами кристаллической решётки (ступеньки, края, вакансии), атомами или ионами с ненасыщенными валентностями.
- Их концентрация и активность определяют общую скорость каталитического процесса.
Современный контекст:
- Изучение активных центров лежит в основе рационального дизайна лекарств (создание ингибиторов) и направленного инжиниринга ферментов для промышленной биотехнологии.