18. Влияние концентрации субстрата на скорость ферментативной реакции. Константа Михаэлиса.
При низких концентрациях субстрата скорость реакции увеличивается пропорцианально его концентрации. Однако по мере увеличения концентрации эта пропорцианальность нарушается. Скорость реакции растет все медленнее. Происходит насыщение субстрата. Константа Михаэлиса равна той концентрации субстрата при которой наблюдается скорость реакции равная половине максимальной.
Зависимость скорости (v) ферментативного превращения субстрата от его концентрации [S] описывается уравнением Михаэлиса – Ментен:
где KM – константа Михаэлиса, характеризующая активность фермента, V – максимальная скорость реакции при данной суммарной концентрации фермента. Из этого уравнения следует, что при малых [S] скорость реакции возрастает пропорционально концентрации субстрата. Однако при достаточно большом увеличении последней эта пропорциональность исчезает: скорость реакции перестает зависеть от [S] – наступает насыщение, когда все молекулы фермента оказываются занятыми субстратом.
19. Влияние температуры, кислотности среды на работу фермента.
С увеличением температуры на 100 скорость реакции увеличивается в 2..4 раза(правило Вант-Гоффа). Для каждого фермента характерна определенная область оптимального значения рН при этом фермент проявляет максимальную активность. Влияние рН среды на действие фермента основано на том, что происходит изменение заряда различных групп белка в активном центре фермента, вызывающие существенные изменения полипептидной цепи. рН среда влияет на изменение зарядов водородной и гидроксильной групп, может нейтрализовать различные частицы активного центра, конфигурация активного центра изменяется.
20. Влияние ингибиторов и активаторов на работу ферментов.
Активаторы – увеличивают скорость реакции. К ним относятся ионы некоторых металлов, так же органические в-ва, содержащие амино- и сульфгидрильные группы(цистеин, трипептид). Ингибиторы – снижают скорость реакции. Бывают необратимые и обратимые ингибиторы. Необратимые ингибиторы связывают или разрушают функциональные группы молекул фермента, необходимые для проявления его каталитической активности, при этом активность не восстанавливается, даже если ингибитор удалить. Необратимыми ингибиторами являются цианиды, действующие на ряд окислительно-восстановительных ферментов, содержащих в качестве кофакторов металлы. Обратимые ингибиторы - ферменты, к-е не подвергают глубоким изменениям молекулы белка. При этом в основном сохраняются первичные свойства белка,т.е белки не подвергаются заметной денатурации.
21.Обратимые и необратимые ингибирование.
Необратимые ингибиторы связывают или разрушают функциональные группы молекулы фермента, необходимые для проявления его каталитической активности, при этом активность фермента не восстанавливается даже в том случае, если ингибитор удаляется каким-либо способом. Существенное влияние на активность ферментов оказывают белковые осадители, вызывающие денатурацию белковой части фермента. Такими веществами являются соли тяжелых металлов — меди, свинца, ртути, олова, мышьяка и концентрированные кислоты и щелочи, дубильные вещества, таннины, полярные соединения — трихлоруксусная кислота.
Обратимые ингибиторы подразделяют на конкурентные, бесконкурентные и неконкурентные.
Соединения, близкие по своей структуре к субстрату и присоединяющиеся к ферменту в том же активном центре, что и субстрат, называются конкурентными ингибиторами. Ингибитор и субстрат конкурируют за один и тот же активный центр с образованием комплекса фермент-субстрат или фермент-ингибитор, при этом промежуточное соединение фермент-субстрат-ингибитор не образуется.
Вещества, взаимодействующие с фермент-субстратным комплексом, а не со свободным ферментом, называются бесконкурентными ингибиторами.
Неконкурентный ингибитор связывается не с активным центром, а с каким-то другим участком глобулы фермента. Они могут присоединиться как к свободному ферменту, так и к фермент-субстратному комплексу. По типу обратимого ингибирования может осуществляться регуляция ферментативных реакций в организме. Активаторами называются вещества, которые увеличивают скорость ферментативных реакций. К ним относятся ионы некоторых металлов. Для активирования цитохромоксидазы, каталазы, пероксидазы необходимы ионы железа, полифенолоксидазы — ионы меди, гексо-киназы — ионы магния и т. д. К активаторам относятся также органические вещества, содержащие амино- и сульфгидрильные группы.
22. Классификация ферментов.Ферменты делят на группы в зависимости от типа катализируемой реакции на подгруппы, более точно характеризующие эту реакцию. Каждый фермент получает название, состоящее из названия субстрата, определяющего тип катализируемой реакции.
Международная комиссия по ферментам разработала систему присвоения кодовых чисел(шифров) индивидуальным ферментам. Шифр каждого фермента содержит четыре числа, разделенные точками. Он составляется по следующему принципу:
А. первое число показывает к какому классу принадлежит данный фермент. Различают шесть классов ферментов:
1. Оксидоредуктазы – к этому классу принадлежит ферменты, катализирующие окислительно - восстановительные реакции и переносящие электроны или протоны водорода.
2. Трансферазы – ферменты,переносящие ту или иную группу:метильную, гликозидную,эминную,фосфорную – от одного соединения(донора) к другому (акцептору этой группы)
3. Гидролазы – ферменты, катализирующие гидролитическое расщепление связей [-с-о- . –с-N-. –с-с-] и некоторых других.
Рекомендуемое название этих ферментов во многих случаях образуются из названия субстрата с присоединением окончания –аза. Следовательно, если мы встречаемся с ферментом, состоящим из названия субстрата с окончанием –аза, значит, мы имеем дело с гидролитическим ферментом (сахарозой,мальтозой)
4. Лиазы – ферменты, отщепляющие ( но не путем гидролиза) от субстрата ту или иную группу, с образованием двойных связей или, наоборот, присоединяющие определенные группы по двойным связям.
5. Изомеразы – ферменты, катализирующие геометрические или структурные изменения в пределах одной молекулы т.е. реакции изомеризации.
6. Лигазы (синтетазы) – ферменты, катализирующие соединения друг с другом двух молекул, сопряженное с гидролизом пирофосфатной связи в молекуле АТР.
Б. Второе число, которое присваивается ферменту по классификации, обозначают подкласс. У оксидоредуктаз оно указывает на природу той группы в молекуле донора, которая подвергается окислению (1. Обозначает спиртовую группу –сн-н. 2. Альдегидную или кетонную группу и т.д.); у трансфераз – природу транспортируемой группы; у гидролаз – тип гидролизуемой связи; у лиаз – тип связи подвергающейся разрыву(между отщепляемой группой и остатком молекулы); у изомераз – тип катализируемой реакции изомеризации; у лигаз – тип вновь образуемой связи.
В. Третье число обозначает подподкласс. У оксидоредуктаз оно указывает для каждой группы доноров тип участвующего акцептора( 7 обозначает кофермент NAD+ или NADP+; 2- цитохром,3-молекулярный кислород и т.д.); у трансфераз 3 число обозначает тип транспортируемой группы; у гидролаз уточняет тип гидролизуемой связи; а у лиаз тип отщепляемой группы; у изомераз оно уточняет характер превращения субстрата.а у лигаз природу образующего соединения.
Г. 4 число обозначает порядковый номер в данном подподклассе.