5. Ферменты. Химическая природа и структурная организация ферментов. Активный центр фермента. Механизм действия ферментов. Специфичность действие ферментов.

Ферменты — белки,обладающие активностью,участвуют во всех реакцияю,происходящих в клетках человека,ни одна реакция не идет без участия ферментов.

Сходства ферментов с небиологическими катализаторами:

1.не расходятся в процессе катализа.

2. Снижают энергию активации реакции.

3. не активирует реакцию противоречащую активатору.

Различия ферментов:

1. ферменты работают в мягких условиях(а.нормальная температура тела,б)нормальная рН).

2. Специфичность действия.

3. активность ферментов регулируется.

Строение ферментов: по химическому составу:

– простые (только из аминокислот),

– сложные(белковая и небелковая часть).

Вещество, которое превращется ферментом — субстрат. фермент_белок-большая молекула,тогда как субстрат низкомолекулярное вещество, поэтому субстрат присоединяется к ферменту в активном центре фермента,активный центр простого фермента представлен радикалом аминокислоты,включающий небелковую часть. Активный центр фермента соответвенно пространственно,они комплиментарные: между химическими группами активного центра и субстратом устанавливаются различные связи,только после этого превращение суюстрат-фермент.

Механизм ферментативной реакции может быть разделен на 3 этапа:

1. Связывание субстрата с активным центром фермента,в результате образуется фермент субстратный комплекс. Образование Фск описывается согласно гипотезе Фишера: Фермент подходитк к субстрату как ключ к замку,т.е существует жесткое соответствие фермента и субтрата. Далее была предложена теория Кагиланта: индуцированное соответствие между АЦ и субстратом,т.е ац и субстрат притерпевают ряд изменений в момент взаимодействия друг с другом,эти изменения необходимы для достижения соответствия между ферментом и субстратом при образовании фСк.

2. заключение в химическом превращении субстрата. Транспорт элементов,функциональных групп,разрыв старых связей,образование новых связей.

3. образование продуктов реакции и их отделение от АЦ фермента.

Специфичность действия: способность превращать определенные субстраты ,различают:

1) абсолютная: фермент уреаза осуществляет только мочевиной.

2) относительная: фермент катализирует превращение целой группы субстрата,которые имеют один химический состав.

3) стереоспециф.:действие фермента в отношение стереоизомера.

6. Факторы, влияющие на активность ферментов. Ферментативные эффекторы (активаторы и ингибиторы). Виды ингибирования. Применения лекарств — ингибиторов ферментов (примеры).

Факторы влияющие на активность фермента:

а)t. Максимальная активность фермента при нормальной температуре тела человека,при температуре больше 37,активность фермента снижается,так как происходит денатурация.

б)рН: для каждного фермента свой оптимум рН при которой достигается максимальная активность ферментов(лигаза 7,5-8,0, амилаза 6,8-7,0, пептин 1,5-2,0).

в) чем больше время фермента реакции,тем меньше активность фермента,т.к накапливаются продукты реакции.которые снижают активность ферментов.

г) концентрация фермента6 чем выше концентрация фермента.тем выше его активность-зависимость прямая.

д) концентрация субстрата

может быть разделен на 3 отрезка:

а.показывает,чем выше концентрация субстрата,тем ьольше активность ермента,зависимость прямая.

б. Показывает при увеличении субстрата активность фермента увеличивается,но нет прямой зависимости.

с. показывает при увеличеснии концентрации субстрата, активность фермента не меняется,т.к фермент полностью насыщен субстратом в результате присутствуют свободные молекулы субстрата,т.к для них нет свободного фермента.

Активаторы фермента: вещества,в присутствии которых происходит увеличении активности фермента. HСl-активирует пепсиноген в полости животного, желчные кислоты- активирует липазу в полости 12-перстной кишки. Cl- активирует амилазу слюны в ротовой полости. Аскорбиновая кислота,глутатион-активирует антиоксидантную защиту,синтеза коллагена,нейромедиаторов. Zn2+- активирует карбоангидразу.

Ингибиторы ферментов: вещества снижающие активность ферментов. Различают6 обратимые и необратимые. При необратимом-ингибитор прочно связывается с ферментом,поэтому его удалить невозможно и активность ферментов не восстанавливается. Обратимое-фермент связан с ингибитором не прочными связями,действие ингибитора можно нейтрализовать в отличии от фенмента и активность восстанавливается. Обратимое бывает: конкурентным( ингибитор имеет сходное строение с субстратом,поэтому ингибитор связывается с Ац фермента в результате субстрат не может связываться с ац ермента,снижается образование продуктов реакции и это подтверждается снижением активности фермента). Неконкурентное( ингибитор не имеет сходства строения с субстратом,поэтому связывается с ферментом не в АЦ,а в другом месте фермента,но это взаимодействие приводит к изменению конфигураци в ац фермента,что припятствует присоединение субстрата.

Примеры необратимого ингибирования:

1. нестероидных противовоспалительные препараты. Необратимые блокируют фенрмент циклооксигеназу. Этот фермент участвует в образовании простогландинов их архедоновой кислоты,реакция усиливается при внедрении микроорганизмов,т.к они необходимы для осуществления иммунных реакций,однако при высокой концентрации происходит:боль,гол.боль.,покраснение,отек. Для устранения применяются нестероидные препараты,они ингибируют активность циклооксигеназы,снижается уровень простогландинов и снижается активность симптомов. 2.Торсодержащие соединения необратимо ингибируют фермент ацетилхолинэстеразу,который работает в нервно мышечном синапсе и катализирует деградацию нейромедиаторов ацетилхолина. Фторсодержащие соединения блокируют активность ацетилхолинэстеразы,уровень ацетилхолина в синаптической щели очепнь высокий,мышца сокращается без расслабления,запасы энергии истощается и наступает паралич.

Пример конкурнтного ингибирования. 1) препарат каптоприл оказывает гипотензивное действие.т.к является конкурентным ингибитором ангиотензимного простого фермента. 2. Сульфаниламидные препараты. Являютсяструктурными аналогами парааминобензойной кислоты,которая используется бактериями для синтеза фолата. Сульфаниламид блокирует ферменты,участвующие в синтезе фаолата,что оказывает антибактериальный эффект.