Кислотно-оснóвный катализ

Концепция кислотно-оснóвного катализа объясняет ферментативную активность участием в химической реакции кислотных групп (доноры протонов) и/или оснóвных групп (акцепторы протонов). Кислотно-оснóвный катализ – часто встречающееся явление. Аминокислотные остатки, входящие в состав активного центра, имеют функциональные группы, проявляющие свойства, как кислот, так и оснований.

К аминокислотам, участвующим в кислотно-оснóвном катализе, в первую очередь относят Cys, Tyr, Ser, Lys, Glu, Asp и His. Радикалы этих аминокислот в протонированной форме – кислоты (доноры протона), в депротонированной – основания (акцепторы протона).

При фиксации субстрата в активном центре на его молекулу влияют электрофильные и нуклеофильные группы каталитического участка, что вызывает перераспределение электронной плотности на участках субстрата, атакуемого кислотно-оснóвными группами. Это облегчает перестройку и разрыв связей в молекуле субстрата. Ярко выраженной способностью к кислотно-оснóвному катализу обладают ферменты, в каталитическом центре которых имеется гистидин, который отличается отчётливыми кислотно-оснóвными свойствами. При блокировании гистидина фермент инактивируется.

Данный механизм ферментативного катализа характерен для гидролаз, лиаз, изомераз. Он часто сочетается с ковалентным катализом.