29. Конкурентное ингибирование активности ферментов и использование этого метода в медицинской практике.

Конкурентное ингибирование может быть вызвано веществами, имеющими структуру, похожую на структуру субстрата, но несколько отличающуюся от структуры истинного субстрата. Такое ингибирование основано на связывании ингибитора с субстратсвязывающим (активным) центром. Классическим примером подобного типа ингибирования является торможение сукцинатдегидрогеназы (СДГ) малоновой кислотой. Этот фер­мент катализирует окисление путем дегидрирования янтарной кислоты (сукцината) в фумаровую*. Если в среду добавить малонат (ингибитор), то в результате структур­ного сходства его с истинным субстратом сукцинатом (наличие двух таких же ионизированных карбоксильных групп), он будет взаимодействовать с активным центром с образованием фермент-ингибиторного комплекса, однако при этом полностью исключается перенос атома водорода от малоната. Структуры субстрата (сукцинат) и ингибитора (малонат) все же несколько различаются. Поэтому они конкурируют за связывание с актив­ным центром, и степень торможения будет определяться соотношением концентраций малоната и сукцината, а не абсолютной концентрацией ингибитора. Таким образом, ингибитор может обратимо связываться с ферментом, образуя фермент-ингибиторный комплекс. Этот тип ингиби­рования иногда называют ингибированием по типу метаболического анта­гонизма. В общей форме реакция взаимодействия ингибитора с ферментом может быть представлена следующим уравнением:* Образовавшийся комплекс, называемый фермент-ингибиторным комп­лексом El, в отличие от фермент-субстратного комплекса ES не распадается с образованием продуктов реакции. Константу диссоциации комплекса El, или ингибиторную константу К_i, можно, следуя теории Михаэлиса-Ментен, определить как отношение констант обратной и прямой реакций:* т.е. ингибиторная константа прямо пропорциональна произведению кон­центрации фермента и ингибитора и обратно пропорциональна концент­рации комплекса El. Метод конкурентного торможения нашел широкое применение в медицинской практике. Известно, например, что для лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями, применяют сульфа­ниламидные препараты. Оказалось, что эти препараты имеют структурное сходство с парааминобензойной кислотой, которую бактериальная клетка использует для синтеза фолиевой кислоты, являющейся составной частью ферментов бактерий. Благодаря этому структурному сходству сульфани­ламид блокирует действие фермента путем вытеснения парааминобензойной кислоты из комплекса с ферментом, синтезирующим фолиевую кисло­ту, что ведет к торможению роста бактерий.*

37. Витамин b2: биологическая роль, распространение в природе и суточная потребность.

В основе молекулы рибофлавина лежит гетероциклическое соединение изоаллоксазин (сочетание бензольного, пиразинового и пиримидинового колец), к которому в положении 9 присоединен пятиатомный спирт рибитол. Химическое название «рибофлавин» отражает наличие рибитола и желтой окраски препарата, рациональное название его 6,7-диметил-9- D-рибитилизоаллоксазин.* Рибофлавин хорошо растворим в воде, устойчив в кислых растворах, но легко разрушается в нейтральных и щелочных растворах. Он весьма чувствителен к видимому и УФ-излучению и сравнительно легко под­вергается обратимому восстановлению, присоединяя водород по месту двойных связей и превращаясь в бесцветную лейкоформу. Это свойство рибофлавина легко окисляться и восстанавливаться лежит в основе его биологического действия в клеточном метаболизме. Проявления недостаточности рибофлавина: остановки роста, вы­падения волос (алопеция), слизистой оболочки языка (глоссит), губ, особенно у углов рта, эпителия и кожи, помутненение хрусталика. Биологическая роль. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД, являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов ряда других сложных белков - флаво­протеинов. Некоторые флавопротеины в дополнение к ФМН или ФАД содержат еще прочно связанные неорганические ионы, в частности железо или молибден, наделенные способностью катализировать транспорт элек­тронов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами. К первому относятся реакции, в которых фермент осуществ­ляет прямое окисление с участием кислорода, т. е. дегидрирование (от­щепление электронов и протонов) исходного субстрата или промежуточ­ного метаболита. Вторая группа реакций, катализируемых флавопротеинами, характеризует­ся переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиридиновых коферментов. Ферменты этой группы иг­рают главную роль в биологическом окислении.*