14.Механизмы действия ферментов.Кинетика ферментативных р-ций. Кинетич-ие параметры фермент-ых р-ций.Единицы фермент-ой активности

Кинетики ферментативных реакций(КФР):

КФР - раздел энзимологии, изуч-щий зав-сть скорости хим-их р-ций, катал-ых ферментами, от хими-ой природы реаг-щих веществ, а также от факторов окруж-щей среды.Для измер-ия катал-ой активности ферментов исп-ют такие показ-ли, как скорость р-ции или активность фермента. Скорость ферм-ой р-ции опред-ся изм-ем кол-ва мол-ул субстрата или продукта за ед-цу времени. Скорость ферм-ой р-ции - мера катал-ой активности фермента, её обозн-ют как активность фермента.

Матем-ски скорость ферм-ой р-ции выраж-ся в измен-ии конц-ции субстрата (уменьш-ие) или продукта (увелич-ие) за единицу времени:V= D[S]/t = D[P]/t.

На начал-ом этапе [0 - t₀] скорость р-ции прямо пропорц-на времени и имеет линейную зав-сть. Графи-ки измен-ие скорости фермен-ой р-ции опред-ся тангенсом угла наклона касат-ой к кривой профиля р-ции. С течением времени измен-ие скорости ферме-ой р-ции уменьшается.Сниж-ие скорости ферм-ой реакции может происх-ть за счёт ряда факторов: умен-ия конц-ции субстрата, увелич-ия концентрации продукта, кот-ый может оказ-ть ингибир-щее действие, могут происх-ть изм-ия рН р-ра, инактивация фермента и т.д.Скорость фермент-ой р-ции зав-ит от ряда факторов, таких как кол-во и активность ферментов, конц-ция субстрата, темп-ра среды, рН р-ра, присут-ие регулят-ых мол-ул (активаторов и ингибиторов).

Механизм действия ферментов:

В основу теории механ-ма дейчтвия ферментов положено образ-ие ферментно-субстратного компл-кса. Механ-м можно разделить поэтапно:

1.образ-ие ферментно-субстрат-го комплекса(субстрат прикреп-ся к активномк центру фермента)

2.(вторая стадия протек-ет медленно) происх-ит электр-ые перестройки фермент-сустратном комплексе. Фермент и субстрат начин-ют сближ-ся, чтобы вступить в макс-ый контакт и образовать единый фермент-субстратный комплекс.

3.на третьей стадии происх-ит сама хим-ая р-ция с образ-ие продуктов р-ции. Она непродолжит-ая. В рез-те субстрат превращ-ся в продукт р-ции; ферментно-субстратный комплекс распад-ся и фермент выходит неизменным из фермент-ой р-ции.

Единица фермент-ой активности:междунор-ой единицей активности ферментов явл-с кол-во фермент, способного превратить 1 мкмоль субстрата в продукты за 1 мин при 25⁰ С и оптимуме рН. Катал соответ-ет кол-ву катализатора, способного превращ-ть 1 моль субстрата в продукт за 1 сек при 25⁰ С и оптимуме рН.. удельная активность фермента-число единиц фермент-ой активности фермента в расчете на 1 мг белка. Молярная активность- это соотнош-ие числа единиц фермент-ой активности каталов или МЕ к числу молей фермента.

15. Зависимость скорости ферментативных реакций от концентрации субстрата, фермента, рН и температуры. Активация и ингибирование ферментов.

Температура. При низких температ-х (прим-но до 40 – 50 ^оС) повыш-ие темпер-ы на каждые 10 ^оС в соответс-и с правилом Вант-Гоффа сопровож-ся увелич-м скорости хим-ой реак-и  в  2 – 4  раза. При  выс-х  темпер-х   более 55 – 60  ^оС активность фермента резко снижается из-за его тепловой денатур-и, и, как следствие этого, набл-ся резкое снижение скорости фермент-ой реакции. Максим-я актив-ть ферме-в наблю-ся обычно в преде-х 40 – 60 ^оС. Темп-ра, при кот-й активность фермента максим-а, назыв-ся темпер-ым оптимумом.Значение рН среды. Оптимум рН зависит от условий норма-го функционр-я ферм-в: для больш-ва цитоплазма-х ферме-в его значение соста-ет 7,4, для лизосомальных -около 5,0; для желудочных - 1,5-2,0 и т.д. при сдвигах рН измен-ся третичная струк-а фермента и конформапия его активного центра из-за исчезно-я старых и появл-я новых межионных связей, в ре¬зультате чего может наруш-ся энзим-субстратное взаимод-ие. Концентрация субстрата. При низких концентр-ях субстрата скорость прямо пропорц-на его концент-ии, далее с ростом концентр-и скорость реакции увелич-ся медленнее, а при очень высоких концентр-х субстрата скорость практически не зависит от его концент-ии и достигает своего максим-го значения . При таких концентр-ях субстрата все молек-ы фермента наход-ся в составе фермент-субстратного комплекса, и достиг-ся полное насыщение актив-х центров фермента, именно поэтому скорость реакции в этом случае практич-и не зависит от концентр-и субстрата. Ингибиторы- замедля-е протекание фермент-ой реакции. Они бывают:  необратимые ингибиторы связыв-ся с ферментом с образ-ем комплекса, диссоци-я кото-го с восстан-ем  активности фермента невозможна.  Обратимые- при определ-х усло-х могут быть легко отделены от фермента. Активность последнего при этом восстанав-ся . Конкурентные  ингибиторы, являясь структу-м аналогом субстрата, взаимод-ет с активным центром фермента и таким образом перекрывает доступ субстрата к ферменту. При этом ингибитор не подвер-ся химическим превращениям и связывается с ферментом обратимо.  неконкурентные ингибиторы - по структуре не сходны с субстр-м и при образов-и комплекса взаимод-ют не с активным центром, а с другим участком фермента. Взаимод-ие ингибитора с ферментом приводит к измен-ю структуры последнего. Образ-ие комплекса явл-ся обратимым, поэтому после его распада фермент вновь способен атаковать субстрат. Активаторы повышают, т.е. актив-ют каталитич. актив-сть ферме-ов.1. В одних случаях активатор вытесняет ингибитор или отщепляет его от фермента.2. Активатор может связыв-ся с субстратом, обесп-ая более эффективное взаимод-ие субстрата с активным центром.3. Активатор может способст-ть присоед-ию кофактора к апоферменту.4. Активаторы иногда способствуют формиров-ю каталит-ки активной пространс-ой струк-ы фермента.