Задача № 1.

Регуляція ферментів може бути швидкою (активація молекули ферменту) або повільною (регуляція синтезу ферменту в клітині).

The regulation of enzymes can be rapid (activation of the enzyme molecule) or slow (regulation of the enzyme synthesis in the cell).

Інгібітори – сполуки, що уповільнюють чи зупиняють хід ферментативних процесів.

Inhibitors - compounds that slow down or stop the enzymatic processes.

Конкурентні зворотні інгібітори за своєю будовою схожі на субстрат та взаємодіють з активним центром ферменту, збільшують Км, але не впливають на швидкість реакції. Прикладами таких інгібіторів є сульфаніламіди, велика кількість антибіотиків і протипухлинних препаратів.

Competitive inverse inhibitors are similar in structure to the substrate and interact with the active center of the enzyme, they increase Km, but do not affect the reaction rate. Examples of such inhibitors are sulfonamides, a large number of antibiotics and antitumor drugs.

Зворотні неконкурентні інгібітори взаємодіють з відмінними від активного центру ділянками молекули ферменту або з фермент-субстратним комплексом, не впливають на Км, але зменшують швидкість реакції. Прикладами таких інгібіторів є іони важких металів.

Reverse noncompetitive inhibitors interact with regions of the enzyme molecule or enzyme-substrate complex that are different from the active center, they do not affect Km but decrease the reaction rate. Examples of such inhibitors are heavy metal ions.

Незворотні інгібітори – руйнують одну чи декілька функціональних груп ферменту. Прикладами таких інгібіторів є алкілуючі агенти, що зв’язують SH-групи, і фосфорорганічні сполуки, що взаємодіють з ОН-групами ферменту.

Irreversible inhibitors - destroy one or more functional groups of the enzyme. Examples of such inhibitors are alkylating agents that bind SH-groups, and organophosphorus compounds that interact with the OH-groups of the enzyme.

Алостерична регуляція відбувається за рахунок активації регуляторної субодиниці ферменту, внаслідок чого змінюється активність каталітичної субодиниці. Більшість ферментів мають декілька каталітичних (C) і декілька регуляторних (R) субодиниць, наприклад, аспартаткарбамоїлтрансфе-раза – R₆C₆.

Alosteric regulation occurs due to activation of the regulatory subunit of the enzyme, which results in the activity of the catalytic subunit. Most enzymes have several catalytic (C) and several regulatory (R) subunits, for example, aspartate carbamoyltransferase - R₆C₆.

Ковалентна модифікація ферментів – спосіб зміни активності ферментів за рахунок приєднання (чи відділення) до молекули певних функціональних груп (фосфорилювання-дефосфорилювання, метилування, аденилування, АДФ-рибозилювання тощо).

Covalent modification of enzymes is a mode of changing the activity of enzymes by joining (or separating) of certain functional groups (phosphorylation-dephosphorylation, methylation, adenylation, ADP-ribosylation, etc.).

Протеолітична активація ферментів відбувається за рахунок відділення від неактивного попередника певної кількості амінокислотних залишків, внаслідок чого формується активний центр. Прикладами ферментів, що підлягають протеолітичній активації є пепсин, трипсин, хімотрипсин, фактори згортання крові.

The proteolytic activation of enzymes occurs due to separation from the inactive precursor of a certain amount of amino acid residues, resulting in the formation of an active center. Examples of enzymes subjected to proteolytic activation include pepsin, trypsin, chymotrypsin, blood coagulation factors.

Ензимопатії – це хвороби, що спричинені дефектом того чи іншого ферменту:

• фенілкетонурія – дефектом ферменту фенілаланілгідроксилаза,

• алкаптонурія – дефектом оксидази гомогентизинової кислоти,

• альбінізм – дефектом тирозинази,

• хвороба кленового сиропу (лейциноз) – дефектом дегідрогенази розгалужених α-кетокислот,

• галактоземія – дефектом ферменту галактозо-1-фосфатуридилтрансфераза.

Enzymopathy is a disease caused by a defect of one or another enzyme:

- phenylketonuria - a defect of the enzyme phenylalanylhydroxylase,

- alpathonuria - a defect in the oxidase of homogentisic acid,

- albinism - a deficiency tyrosinase,

- maple syrup urine disease (leucinosis) - a defect of dehydrogenase of branched α-ketoacids,

- galactosemia - defect of the enzyme galactose-1-phosphatidyltransferase.

В діагностиці захворювань органів і тканин найбільше значення має зростання активності певних ферментів у крові та інших біологічних рідинах:

• ЛДГ₁, ЛДГ₂, аспартатамінотранс-фераза (АсАТ), КФК – при інфаркті міокарду,

• ЛДГ₄, ЛДГ₅, аланінамінотранс-фераза (АлАТ) – при інфекційних гепатитах і цирозі печінки,

• лужна фосфотаза – при захворюваннях кісткової тканини: рахіті,остеомаляції,хворобі Педжета, остеосаркомах та метастазах пухлин в кістках,

• кисла фосфотаза – при онкології передміхурової залози,

• γ-глутамінамінотрансфераза (ГГТ) – при захворюваннях печінки, жовчних проток, підшлункової залози.

In the diagnosis of diseases of organs and tissues, of greatest importance is the increase in the activity of certain enzymes in blood and other biological fluids:

- LDH₁, LDH₂, aspartate aminotransferase (AsAT), KFK - in case of myocardial infarction,

- LDH₄, LDН₅, alanine aminotransferase (AlAT) - in infectious hepatitis and liver cirrhosis,

- alkaline phosphatase - in diseases of the bone tissue: rickets, osteomalacia, Paget's disease, osteosarcomas and metastases of the tumors in the bones,

- acid phosphatase – at tumors of the prostate gland,

- γ-glutaminaminotransferase (GGT) - in diseases of the liver, bile ducts, pancreas.