Механизм действия ферментов.

(введение про структуру)

Активный центр. Если простой белок, то активный центр между доменами. Состоит из «якорного» участка (удерживает субстрат, гидрофобные аминокислоты - фенилаланин) и собственно каталитического центра.

Морфология

якорный - гидрофобный

Собственно каталитический – щель(лизоцин), канал(рибонуклеаза).

Организация активного участка.

(Участки могут быть первично удалены друг от друга, но в процессе формирования структур, оказываются рядом.)

Карбо группы аспарагина и глутамина

Гуанидинивая группировка аргинина

Индольное кольцо триптофана

Медозольное кольцо гистидина

Гидроксильные группы от тирозина и серина

Тиоэфирные группы метионина

Фенильные кольца фенилаланина

В сложных ферментах основу работы составляет их не белковый компонент – витамин, неорганика и проч…

Модели функционирования ферментов.

Самая старая. Модель Фишера. Модель ключа и замка.

Специфичность ферментов.

1. Стереохимическая специфичность (высший уровень. Превращение стерео-изомеров)

2. Субстратная специфичность.

   1. Абсолютная субстратная специфичность (один фермент – один субстрат. Уреаза и мочевина)

   2. Групповая субстратная специфичность

      1. Абсолютная групповая субстратная специфичность (алкогольдегидрогеназа – кидается всё, что несёт –OH. А какой спирт – да пофиг ему)

      2. Относительная групповая субстратная специфичность (пептид гидралазы некоторые. Пепсин везде и всюду щепит, а трипсин – Элита, режет по конкретным местам. Главное – пептидная связь, расщепим.)

   3. Относительная субстратная специфичность (Цитохром P₄₅₀ – маленький, переносит электроны. Но примет электроны от 7000 разных соединений, лишь бы принесли.)

1959 год. Модель индуцированного (вынужденного) соответствия фермента к субстрату. «Рука - перчатка»

Молекула не жёсткая, а гибкая, эластичная структура. Активный центр которого подстраивается под молекулу субстрата.

Основные этапы каталитической реакции.

(Основная формула.)

E + S  ES EP E+P

1. Сближение и ориентация. Образование комплекса.

2. Напряжение и деформация. Именно то индуцированное взаимодействие, фермент меняется.

3. Общий кислотно-основной (нуклеофильный) катализ. Субстрат растягивается радикалами активного центра «на дыбы», связи слабеют.

4. Ковалентный катализ. Сопровождается образованием новых связей и формированием продукта реакции.  высвобождение продукта из фермента.

Молекулярный пример действия фермента на примере расщепления ацетилхолина ферментом ацетилхолинэстеразой Суммарное уравнение реакции.

CH₃-C(=O)-O-(CH₂)₂-N(-CH₃)3 + H₂O^(АЦХЭ) CH₃COOH + HO-(CH₂)₂-N(-CH₃)₃

Характеристика активного центра ацхэ:

Связывающая(якорная) область с карбоксильной группой аспарагиновой кислоты.

Каталитический центр с тремя радикалами: серин, тирозин и гистидин.

Этапы.

1. Заякиривание. Ацетилхолин связывается с карбоксильной группой аспарагиновой кислоты. Ионная связь.

2. Атом водорода гидроксильной группы тирозина атакует ацетильную группу.

3. ОН-группа серина оказывает влияние на ацетильный остаток и связь ослабляется.

4. Происходит расщепление и образуется холин. Холин уходит из активного центра.

5. OH группа серина отдаёт атом водорода на тирозин. Тирозин восстановился.

6. На серине образовался ацетилсерин. Временная связь, пока он отдал водород.

7. Гидролиз ацетилсерина с участием воды. На распад воды оказывает влияние гистидин.

8. ОН группа воды образует уксусную кислоту, атом водорода пополняет сериновый радикал с образованием ОН-группы. Восстановление строения серина (он жертвовал собой ради тирозина).

Методы регуляции (самообуч, вроде)