6. Способи регуляції ферментативної активності

Зміна активності існуючих молекул ферменту - швидка (сек, хв)

Ковалентна модифікація:

Фосфорилування / дефосфорилування

(глікогенфосфорилаза,глікогенсинтетаза)

Обмежений протеоліз:

(пепсиноген →пепсин)

Зміна кількості молекул ферменту – повільна (години, дні)

синтез ферменту –регуляція через геном(дія гормонів)

Клітинна організація ферментативної активності.

ядро: синтез ДНК та РНК

внутрішня мембрана мітохондрій: дихальний ланцюг

матрикс мітохондрій: ЦТК, окисне декарбоксилування α-кетокислот, β-окиснення жирних кислот

лізосоми: гідролази

цитоплазма: гліколіз, синтез жирних кислот

плазматична мембрана: транслокази (транспорт Nа+, К+, глюкози та ін.)

Коферменти, що приймають участь в окисно-відновних реакціях, механізми дії та

біологічне значення.

Коферменти І групи - переносники Н+, ē, Н : А. Вітамінні: аскорбінова кислота

НАД та НАДФ

ФАД та ФМН

5-дезоксиаденозилкобаламін

вітамін Е

Б. Вітаміноподібні: ліпоєва кислота

убіхінон (коензим Q)

тетрагідробіоптерин (ТГБП)

В. Невітамінні: гем

глутатіон (GSH)

Коферменти - переносники хiмiчних груп: хiмiчна природа, механiзм дiї, бiологiчне

значення.

А. Вітамінні: тіаміндифосфат (ТДФ)

коензим А (КоА)

піридоксальфосфат (ПАЛФ)

біоцитин

тетрагідрофолієвая кислота (ТГФК)

метилкобаламін

вітаміни К та А

Б. Вітаміноподібні: карнітин

В. Невітамінні: фосфати нуклеозидів

фосфати вуглеводів

Поняття про біоенергетику. Загальні шляхи катаболізму та етапи вивільнення енергії з

органічних речовин. Центральні метаболіти обміну речовин

Розділ біохімії, що займається питаннями перетворення і використання енергії ... Біоенергетика грунтується на процесах окиснення органічних речовин.

Основні етапи катаболізму

1 Етап: перетворення полімерів на мономери. (1% енергії). 2 етап: перетворення мономерів до ацетил-КоА. (25-30% енергії) 3 етап: окиснення ацетил-КоА до со2 та н2о. (70-80% енергії).

Окисне декарбоксилування пірувату та інших -кетокислот. Структура та значення

мультиферментного комплексу

Окисне декарбоксилювання пірувату здійснюється піруватдегідрогеназним мультиензимним комлпексом, до складу якого входять три різні ферменти та п'ять коферментів. Перетворення пірувату в ацетил-КоА включає 5 стадій (рис. 6-21).

Стадія I.На цій стадії піруват з'єднується з ТДФ в складі Е1 і піддається декарбоксилюванню.

В результаті цієї реакції утворюється похідне ТДФ з гідроксіетільной групою при тіазоловом кільці.

Стадія П.Дігідроліпоілтрансацетілаза (Е2) Каталізує перенесення атома водню і ацетильной групи від ТДФ на окислену форму ліпоіллізінових груп з утворенням ацетілтіоефіра ліпоєвоїкислоти (рис. 6-21).

Стадія III.На стадії III КоА взаємодіє з ацетильную похідним Е2, В результаті чого утворюються ацетил-КоА і повністю відновлений ліпоільний залишок, простетичної група Е2 (Рис. 6-23).

Стадія IV.На стадії IV дігідроліпоілде-гидрогеназу (Е3) Каталізує перенесення атомів водню від відновлених ліпоільних груп на FAD - простетичної групу ферменту Е3.

стадія V. На стадії V відновлений FADH2 передає водень на NAD+ з утворенням NADH.

Піруватдегідрогеназний комплекс характеризується великим негативним окислювально-відновним потенціалом, який забезпечує поряд з відновленням коферменту (NADH) освіту високоенергетичної тіоефірной зв'язку в ацетил-КоА.

Структурне об'єднання 3 видів ферментів створює можливості для координації окремих етапів складної ферментативної реакції. Всі проміжні продукти реакції окислювального декарбоксилювання пірувату міцно пов'язані з комплексом, що збільшує сумарну швидкість процесу і зводить до мінімуму побічні реакції.

Піруватдегідрогеназний комплекс, як і всі білки, що беруть участь в реакціях ЦТК, кодується ядерної ДНК. Транспорт субодиниць ГДК в мітохондрії відбувається складним шляхом за рахунок енергії АТФ або трансмембранного електрохімічного потенціалу за участю білків теплового шоку, або шаперонов (див. Розділ 1), що запобігають їх передчасний фолдінг до надходження в мітохон-дріальний матрикс або внутрішню мембрану мітохондрій.

У піруватдегідрогеназний комплекс (ГДК) входять 3 ферменту: піруватдекарбоксилази (Е₁), Дігідроліпоілтрансацетілаза (Е₂) І дігідроліпоілдегідрогеназа (Е₃), А також 5 коферментів: тіаміндифосфат (ТДФ), ліпоєва кислота ,. FAD, NAD⁺ і КоА. Крім того, до складу комплексу входять регуляторні субодиниці: протеинкиназа і фосфопротеінфосфатаза.

Всі ці ферменти і коферменти об'єднані в Мультиферментний систему, яка містить різні кількості кожного з ферментів і має молекулярну масу більше 6 ? 10⁶.

У центрі комплексу розташовується дігідроліпоілтрансацетілаза (Е₂), Утворюючи його ядро. До дігідроліпоілтрансацетілазе приєднані молекули: піруватдекарбоксилази (Е₁) І дігідроліпоілдегідрогенази (Е₃).

Піруватдекарбоксилази містить міцно пов'язаний з білкової частиною ТДФ, а дігідролі-поілдегідрогеназа - FAD.

Ліпоіллізіновие групи центрального ферменту (Е₂) Функціонують як поворотні "кронштейни", які переносять атоми водню і ацетильную групи від однієї ферментної молекули комплексу до іншого.