Электростатические взаимодействия

Заряженная группа субстрата может реагировать с группой фермента, несущей противоположный заряд. Сила такого электростатического взаимодействия определяется законом Кулона:

где q₁ и q₂ – заряды соответствующих групп, r – расстояние между ними, D-диэлектрическая постоянная среды. Электростатическое взаимодействие наиболее сильно проявляется в вакууме (где D = 1) и наиболее слабо – в такой среде, как вода (где D = 80).

Примером электростатического взаимодействия может служить связывание глицил-L-тирозина с карбоксипептидазой А – протеолитическим ферментом, который отщепляет С-концевые остатки аминокислот. Отрицательно заряженная концевая карбоксильная группа дипептидного субстрата взаимодействует с положительно заряженной гуанидиновой группой аргининового остатка на ферменте. Расстояние между этими двумя противоположно заря­женными группами составляет 0,28 нм:

Такой тип взаимодействия называют также ионной связью, солевой связью, солевым мостиком или ионной парой. Все эти термины имеют одно и то же значение: электростатичeскoe взаимодействие между противоположно заряженными группами. Между отрицательно заряженным субстратом и положительно заряженной боковой цепью лизинового или аргининового остатка могут возникать электростатические взаимодействия. Если величины рК имидазольной группы остатка гистидина или концевой аминогруппы полипептидной цепи обеспечивают их положительный заряд при данном рН среды, то они также могут функционировать как потенциальные участки связы­вания отрицательно заряженного субстрата. В случае если субстрат имеет положительный заряд, потенциальными участками связывания служат отрицательно заряженные карбоксильные группы аспартата и глутамата, а также концевая карбоксильная группа полипептидной цепи.