Презентация / ЧерновНН_Лекция_Ферменты_
.pdf
СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ
5. ИЗОФЕРМЕНТЫ: КФК, ЛДГ, гексокиназы.
-генетически детерминированные ферменты, катализирующие одну и ту же химическую реакцию, но с разной эффективностью: отличаются физикохимическими свойствами (разные АМК)!
21
СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ
ПРИМЕР: ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА (ЛДГ)
ТЕТРАМЕР – ПОСТРОЕН ИЗ 4-Х СУБЪЕДИНИЦ 2-Х ТИПОВ:
|
HEART |
|
LIVER |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 РАЗНЫХ ИЗОФЕРМЕНТОВ: |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
II |
III |
|
IV |
V |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ЛДГ1 |
|
|
ЛДГ2 |
|
|
ЛДГ3 |
|
|
ЛДГ4 |
|
|
ЛДГ5 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЕРДЕЧНЫЙ ТИП |
|
|
|
|
ПЕЧЕНОЧНЫЙ ТИП |
||||||||||
|
|
ЛДГ |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ЛАКТАТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПИРУВАТ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
НАД+ |
НАДН(Н+) |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
22
СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ
6. |
МУЛЬТИФЕРМЕНТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ |
|
ФУНКЦИОНАЛЬНО-СВЯЗАННЫХ ФЕРМЕНТОВ |
||
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Например: |
|
|
пируватдегидрогеназный комплекс, альфа-кетоглутаратдегидрогеназный |
|
|
комплекс, дегидрогеназный комплекс альфа-кетокислот с |
|
|
разветвленными цепями. |
|
|
3 фермента (Е1, Е2, Е3) и |
|
|
5 коферментов (ТПФ, липоевая кислота, КоА, ФАД, НАД+) |
23
СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ
Регуляторные ферменты, активность которых лимитирует всю цепь последовательных метаболических реакций,
часто являются аллостерическими
и считаются ключевыми!
24
ФЕРМЕНТАТИВНАЯ КИНЕТИКА
ОПЕРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТОВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ʋ = |
|
|
dS |
= |
|
|
dP |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
dτ |
|
|
dτ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
CS |
|
|
|
CP |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
Изменение концентрации субстрата (S) и продукта (P)
Изменение времени
Уменьшение |
|
Увеличение |
концентрации |
|
концентрации |
субстрата |
|
продукта |
|
|
|
Всегда надо осознавать, что мы измеряем на самом деле? Внутри клетки можно измерить только количество фермента (с антителами или по мРНК), но не его активность.
25
КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ
Кинетика ферментативных реакций, т. е. зависимость скорости реакции от условий ее проведения:
tо, pH, концентрации E и S, наличия регуляторов.
Проблема: как измерить активность фермента in vivo?
(МАО при нагрузке триптофаном, проба Пытеля-Квика)
Измерить активность фермента в клетке практически невозможно.
Красители, антитела, тРНК позволяют выявить количество фермента, но не его активность (!)
В обращенных мицеллах свойства фермента меняются (!)
«Мицеллярная энзимология»
26
ЗАВИСИМОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТА ОТ ВРЕМЕНИ В ОПЫТАХ in vitro
CP,
концентрация |
|
|
|
|
|
|
|
продукта |
1. |
|
Снижается концентрация S. |
|
|
|
|
|
2. |
|
Возрастает скорость обратной |
ПОЧЕМУ? |
|
реакции. |
|
|
|
загиб
3. |
|
Возможно иногда ингибирование |
|
фермента продуктом. |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
Изменение условий в ходе |
|
реакции, например – закисление. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
Инактивация фермента во |
|
времени. (!) |
|
|
|
|
|
|
|
τ, мин
0
27
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ
ФЕРМЕНТАТИВНОЙ РЕАКЦИИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (to).
ʋ
16
14
12
По уравнению Вант-Гоффа: 10
8
6
например, =2 |
4 |
2
Денатурация
белка
toC
-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
tопт.
28
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ РЕАКЦИИ ОТ pH.
Большинство
ферментов
Пепсин |
|
Аргиназа |
|
|
|
|
|
pHопт. |
pH |
|
pHопт. |
опт |
. |
|
|
|
рН в отдельных компартментах клетки может изменяться.
29
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ РЕАКЦИИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ СУБСТРАТА
Изменение скорости многих ферментов, особенно катализирующх простые реакции, подчиняются уравнению Михаэлиса-Ментен* при определенных ограничениях: CS>>CE:
При насыщении фермента субстратом (характеризует эффективность катализа).
ʋ = Vmax. CS
KM + CS
Константа Михаэлиса характеризует сродство фермента к субстрату: чем выше KM, тем менее эффективно превращение субстрата, и наоборот!
* Уравнение в таком виде выведено Бриггсом и Холдейном.
30