1. Фолдинг белков. Шапероны. Денатурация и ренативация белков. Прионы и прионовые болезни.

Фолдинг – процесс сворачивания полипептидной цепи в правильную структуру.

Концентрация белков так велика, что существует вероятность белков с несформированой конформацией за счёт взаимодействия на их поверхности гидрофобных радикалов, которые в трехмерной структуре спрятаны внутри молекулы. Поэтому фолдинг протекает для многих белков с помощью специальных белков – шаперонов.

Шапероны способны стабилизировать их конформацию обеспечивая таким образом фолдинг.

• Конститутивные шапероны: их синтез не зависит от стрессовых воздействий

• Индуцибильные шапероны: их синтез в норме идет слабо, но при стрессах увеличивается (белки теплового шока БТШ)

Денатурация – разрушение нативной конформации белка и утрата его специфической функции. При денатурации белков не происходит разрыва пептидных связей, т.е. первичная структура не нарушается. В денатурированном белке гидрофобные радикалы оказываются на поверхности, они могут объединяться гидрофобными взаимодействиями, и тогда растворимость белка снижается и происходит образование осадка.

Ренатурация (ренативация) — процесс, обратный денатурации, при котором белки возвращают свою природную структуру.

Прионы – особый класс белков, обладающих инфекционными свойствами. В организме человека они способны вызывать тяжелые неизлечимые заболевания ЦНС, называемые прионовыми болезнями. Прионовый белок кодируется тем же геном, что и его нормальный аналог, т.е. они имеют идентичную первичную структуру. Но конформация у них различна: прионовый белок характеризуется высоким содержанием бета-слоев, а также устойчивостью к действию протеаз.

2. Ингибирование ферментативной активности. Конкурентное обратимое ингибирование. Кинетические зависимости. Примеры.

Ингибиторы – вещества, снижающие каталитическую активность ферментов. Ингибиторы способны взаимодействовать с ферментами с разной степенью прочности.

Обратимое конкурентное ингибирование.

Э то обратимое снижение скорости ферментативной реакции, вызванное ингибитором, связывающимся с активным центром фермента и препятствующим образованию фермент-субстратного комплекса. В этом случае ингибитор – структурный аналог субстрата, и в результате возникает конкуренция молекул субстрата и ингибитора за место в активном центре фермента. При образовании комплекса фермента и ингибитора продукт реакции не образуется.

Пример: ингибирование сукцинатдегидрогеназной реакции малоновой кислотой. Малоновая кислота – структурный аналог сукцината и может также взаимодействовать с активным центром сукцинат дегидрогеназы. Однако отщипление двух атомов от малоновой кислоты невозможно, следовательно скорость реакции снижается. (см. Рис.)

Кинетические зависимости.

Конкурентные ингибиторы уменьшают скорость химической реакции. Ингибитор повышает К_м для данного субстрата (чменьшает сродство субстрата ферменту). Это означает, что в присутствии конкурентного ингибитора необходима большая концентрация субстрата для достижения ½ V_max.

Увеличение соотношения концентрации субстрата и ингибитора снижает степень ингибирования. При значительно более высоких концентрациях субстрата ингибирование полностью исчезает.