1.1 Особенности ферментативного катализа. Регуляция активности ферментов. Применение ферментов и их модуляторов в медицине
Ферменты. Номенклатура. Классификация ферментов.
Ферменты – это специфические белки, которые действуют как катализаторы в биологических системах.
Согласно современной номенклатуре, название ферментов составляют из химического названия субстрата и названия той реакции, которая осуществляется ферментом.
Если химическая реакция, ускоряемая ферментом, сопровождается переносом группировки атомов от субстрата к акцептору, название фермента включает также химическое наименование акцептора. Все ферменты имеют окончание «аза», прибавленное к названию субстрата.
Классификация ферментов.
По принципу важнейших биохимических процессов все ферменты делят на 6 классов.
Оксидоредуктазы - ускоряют реакции окисления - восстановления.
Трансферазы - ускоряют реакции переноса функциональных групп и молекулярных остатков.
Гидролазы - ускоряют реакции гидролитического распада.
Лиазы - ускоряют негидролитическое отщепление от субстратов определенных групп атомов с образованием двойной связи (или присоединяют группы атомов по двойной связи).
Изомеразы - ускоряют пространственные или структурные перестройки в пределах одной молекулы.
Лигазы - ускоряют реакции синтеза, сопряженные с распадом богатых энергией связей.
Уровни организации ферментов.
Ферменты могут быть простыми и сложными белками. Они имеют
четыре уровня организации:
первичный,
вторичный,
третичный
четвертичный (состоят из субъединиц (протомеров))
Ферменты – простые белки состоят только из остатков аминокислот, поэтому они еще называются однокомпонентными
Ферменты – сложные белки состоят из белковой части, которая называется апоферментом, и коферментом или коэнзимом (низкомолекулярная небелковая часть).
Общее название сложного фермента, в котором соединены апофермент и кофермент – холофермент.
Апофермент представляет собой высокомолекулярную специфическую часть фермента, а кофермент – неспецифическую.
В структуре простого и сложного фермента выделяют активный центр, т.е. место в пространственной структуре фермента, с которым связывается субстрат. В состав активного центра холофермента входят коферменты.
Активный центр состоит из контактной или субстратной части, и каталитической части.
У простых ферментов роль контактного и каталитического участков активного центра выполняют только боковые радикалы аминокислот.
У сложных ферментов- коферменты.
Механизм действия ферментов. Понятие об активном центре фермента, этапы ферментативного катализа.
Активный центр ферментов — это определенный участок белковой молекулы, способный комплементарно связываться с субстратом и обеспечивающий его каталитическое превращение.
Этапы катализа
В ферментативной реакции можно выделить следующие этапы:
Присоединение субстрата (S) к ферменту (E) с образованием фермент-субстратного комплекса (E-S).
Преобразование фермент-субстратного комплекса в один или несколько переходных комплексов (E-X) за одну или несколько стадий.
Превращение переходного комплекса в комплекс фермент-продукт (E-P).
Отделение конечных продуктов от фермента.