лекции Астахова

Физико-химические свойства белков:

1)Форма молекул;

2)Молекулярная масса;

3)Суммарный заряд;

4)Растворимость;

5)Изоэлектрическая точка

Растворимость белков зависит от суммарного заряда

иобщего количества полярных групп:

1.Растворимость белка тем больше, чем больше суммарный заряд.

2.Если у двух белков одинаковый суммарный заряд, то растворимость больше у того белка, у которого больше полярных групп.

Также на растворимость белков влияет pH среды, присутствие солей в растворе и др.

Изоэлектрическая точка белка (pI) – это такое

значение pH, при котором суммарный заряд белка равен нулю.

В изоэлектрической точке количество положительно и отрицательно заряженных групп белка одинаково.

Если суммарный заряд белка в нейтральной среде то pI < 7.

Если суммарный заряд белка в нейтральной среде то pI > 7.

Если суммарный заряд белка в нейтральной среде = 0

то pI = 7.

Ферменты – это биологические катализаторы белковой природы.

Катализаторы – это вещества, принимающие участие в химических реакциях, ускоряя их, но сами в них не расходующиеся.

Ферменты катализируют химические реакции, происходящие в организме.

Ферменты катализируют превращение веществ, которые называются субстратами (S) в продукты

(P):

E

S P

Отличие ферментов от небиологических катализаторов:

1.Высокая эффективность действия (скорость ферментативных реакций в 106 – 1012 раз выше, чем соответствующих неферментативных реакций).

2.Высокая специфичность действия (фермент катализирует превращение одного конкретного субстрата, либо схожей группы субстратов).

3.Мягкие условия протекания ферментативных реакций (t ~ 37 °C,

нормальное атмосферное давление, pH, близкий к нейтральному).

4.Способность к регуляции.

Активный центр фермента:

1.Участок молекулы фермента, сформированный на уровне третичной структуры, ответственный за связывание с субстратом по принципу комплементарности и участвующий в катализе.

2.Расположен в узком гидрофобном углублении (щели) поверхности молекулы фермента.

3.Активный центр фермента в отличие от активного центра белка имеет 2 участка:

1)Субстратсвязывающий участок;

2)Каталитический участок.

4.В активный центр фермента часто входит участок или домен для связывания кофактора.

Типы специфичности ферментов

Относительная (групповая)

2.

I.1. Абсолютная субстратная специфичность –

Фермент катализирует превращение только одного конкретного субстрата.

Пример:

I.2. Относительная (групповая) субстратная специфичность – Фермент катализирует однотипные превращения схожих по строению веществ.

Пример: Фермент Липаза катализирует гидролиз жиров:

I.3. Стереоспецифичность – Фермент

катализирует превращение только одного из стереоизомеров для данного вещества.

Пример: Фермент Фумараза катализирует присоединение воды только к фумарату, но не к малеиновой кислоте:

A

E1

S E2 B

E3

C

Пример:

кислота

Этапы ферментативного катализа.

I – образование фермент-субстратного комплекса:

На этом этапе: а) субстрат приближается к активному центру фермента.

б) происходит взаимное изменение конформации E

иS, возникает строгая комплементарность между S

иактивным центром E (индуцированное соответствие).

II. Дестабилизация связей в молекуле субстрата.

III. Образование продуктов реакции и выход их из области активного центра фермента.

(III этап часто делят на III и IV:

III этап: образование продуктов реакции.

IV этап: выход продуктов из области активного центра фермента.)

Кинетика ферментативных реакций.

I. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата:

Vmax – это такая V ферментативной реакции, при которой достигается полное насыщение фермента субстратом, т.е. когда все активные центры фермента связаны с субстратом.

KM – константа Михаэлиса:

1)KM численно равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции равна ½ Vmax.

2)KM показывает сродство E к S. Чем меньше KM, тем больше сродство и наоборот.

II. Зависимость скорости реакции от температуры:

При нагревании:

рвутся слабые связи в молекуле фермента (гидрофобные, ионные и водородные) => меняется конформация E => нарушается структура активного центра E => уменьшается активность E.

III. Зависимость скорости реакции от pH среды:

Оптимум pH – это такое значение pH, при котором E проявляет максимальную активность.

Для каждого E характерен довольно узкий интервал pH, при котором он активен: