
- •Структура и свойства ферментов.
- •Для ферментов и неорганических катализаторов характерны общие свойства:
- •Теории, объясняющие механизм взаимодействия фермента и субстрата.
- •Зависимость скорости реакции от рН
- •Влияние рН.
- •Классификация ферментов.
- •Номенклатура ферментов.
- •Влияние низкомолекулярных веществ на активность фенрментов.
- •Необратимое ингибирование
- •Vmax – одинакова
- •Неконкурентное, обратимое ингибирование.
- •Регуляция активности ферментов.
- •Активация зимогенов.
- •Уровни организации ферментов в клетке.
Vmax – одинакова
Km с ингибитором увеличивается.
Действие многих химиотерапевтических средств основано на конкурентном ингибировании. Например, сулфаниламидные препараты, используемые для лечения болезней, вызываемых микробными инфекциями. Сульфаниламидные препараты по структуре сходны с п-аминобензойной кислотой. ПАБК является предшественником в микробиологическом синтезе фолиевой кислоты, из которой кофермент, необходимый для синтеза нуклииновых кислот микроорганизмов. При введении сульфаниламидных препаратов наблюдается угнетение фермента и гибель микроорганизмов.
На конкурентном ингибировании основано применение и фторурацила, который используется при лечения рака.
Неконкурентное, обратимое ингибирование.
Действие неконкурентного ингибитора не может быть устранено увеличением концентрации субстрата.
Неконкурентный
ингибитор не
связывается с активным центром, он может
связываться со свободным ферментом
,
либо с комплексом FS
,
либо с тем и другим, но обе формы JF
и JFS
– не активны.
Km- не изменяется, т.к. нет связывания с активным центром.
Vmax – уменьшается.
Наиболее общий тип неконкурентного ингибирования имеет место при действии реагентов, обратимо связывающих SH-группы цис, входящего в каталитический центр или близко от него. Это ионы Cu2+, Hg2+, Ag+ и их производные с образованием меркаптидов:
Ферменты, для активации которых необходимы ионы Ме ингибируются по такому способу агентами связывающими эти ионы:
ферро
или ферроцианид.
Регуляция активности ферментов.
Использование ферментов в фармации, медицине.
Виды регуляции активности ферментов:
Аллостерическая модификация.
Активация зимогенов.
Регуляция путем химической модификации.
Аллостерическая модификация.
Этот
вид активации характерен для ключевых
обменных процессов:
Ключевой фермент начинает (открывает) процесс.
Ферменты, от активности которых зависит скорость процесса, называются регуляторными или аллостерическими.
Особенности аллостерических ферментов.
Регуляторные ферменты – это олиго или мультиферменты.
Регуляторные ферменты имеют аллостерический центр или центры, которые формируются за счет 2 или нескольких протомеров.
Для регуляторных ферментов характерен сигмоидный характер зависимости скорости реакции от концентрации субстрата.
S-образная форма кривой объясняется по-видимому тем, что регуляторный фермент состоит не из одной полипептидной цепи, а из нескольких. Каждый протомер обладает свойством связывать субстрат (есть субстратные и каталитические центры на каждом протомере) с образованием F-S-комплекса. Активные центры конкурируют между собой за субстрат до тех пор пока не произойдет полного насыщения всех активных центров, после этого скорость реакции быстро достгает максимума.
I
.-
простой фермент
II – регуляторный фермент.
Вещества, связывающиеся с активны центром и изменяющие структуру белковой молекулы фермента, а следовательно и пространственную ориентацию функциональных групп аминокислот, составляющих субстратный и каталитический центры называют модификаторами.
Модификаторы бывают двух видов:
Положительные модификаторы (+) – после присоединения активность ферментов повышается.
Отрицательные модификаторы(-) после взаимодействия с ферментом снижают его активность.
Модификаторы обычно низкомолекулярные вещества. Это субстраты конечные продукты реакции.
Различают три вида регуляторных ферментов:
Гомотропные – для этого класса ферментов субстрат является положительным модулятором или регуляция по принципу прямой положительной связи.
Гетеротропные – активируются другими модификаторами, ингибируются конечным продуктом или регуляция по принципу обратной отрицательной связи.
Гомогетеротропные – для этих ферментов характерно смешанное регулирование и субстратом и другими соединениями.