лекции Астахова
.pdfПри изменении pH среды в сторону от оптимума активность E уменьшается:
Причины:
изменяется ионизация ионогенных групп => рвутся
ионные и некоторые водородные связи в молекуле фермента => меняется конформация E =>
нарушается структура активного центра E =>
уменьшается активность E.
COO- COO-
HO
CH3
...
...
+
H3N HO
HO H3C
ион. связь |
+ |
+ H |
|
вод. связь |
|
вод. связь |
|
гидрофобная
связь
+
COOH H3N COOH HO
Кофакторы ферментов и их роль в катализе.
Если фермент является сложным белком, то в его состав всегда входит небелковый компонент, который называется: Кофактор.
Белковая часть такого фермента называется:
Апофермент.
А комплекс апофермента с кофактором получил название: Холофермент:
Апофермент + Кофактор Холофермент
Каталитическую активность в этом случае проявляет только Холофермент.
Кофакторы
Коферменты Ионы металлов
Роль ионов металлов в катализе:
1)участвует в присоединении субстрата (Mg2+, Mn2+, Zn2+)
2)принимают участие в катализе (Zn2+, Cu2+, Fe2+)
3)принимают участие в стабилизации третичной и четвертичной структуры фермента (K+, Ca2+, Zn2+)
4)активаторы ферментов (Ca2+)
Коферменты:
1)органические вещества, предшественниками которых, как правило, являются витамины;
2)принимают непосредственное участие в катализе, наряду с радикалами аминокислот.
Некоторые коферменты непрочно связаны с апоферментом (NAD+, NADP+, HS-KoA, H4-фолат).
Есть коферменты, прочно связанные с апоферментом, т.е. представляют с собой простетическую группу (гем, FAD, FMN, биотин).
Примеры коферментов
Тиаминдифосфат (ТДФ):
Биотин (витамин H):
Кофермент A:
Классификация ферментов.
В основе классификации ферментов лежит тип катализируемой ими реакции.
Все ферменты делятся на 6 классов:
I. Оксидоредуктазы – катализируют
окислительно-восстановительные реакции.
Основные подклассы:
1.Оксидазы
2.Гидроксилазы
3.Дегидрогеназы – катализируют реакции присоединения / отщепления атомов водорода (дегидрирования).
По типу кофермента различают:
1)NAD+ и NADP+ – зависимые дегидрогеназы (предшественник: витамин PP);
2)FAD и FMN – зависимые дегидрогеназы (предшественник: витамин B2)
Коферменты NAD+, NADP+, FAD и FMN
выполняют роль акцепторов атомов водорода.
Строение коферментов NAD+ и NADP+:
+ |
+ |
CO NH2
Активная часть коферментов
NAD+ и NADP+:
+
N
R
Витамин PP: |
|
|
CO |
|
NH2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N
1) Роль коферментов NAD+ и NADP+ в реакциях дегидрирования:
|
|
H |
|
|
|
|
H H |
|
|
|
|
|||||||||||||||
Д . H2 + |
|
|
|
|
|
|
CONH 2 |
|
|
|
Д + |
|
|
|
|
|
|
CONH 2 |
+ |
H |
+ |
|||||
|
+ |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
||||||||
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НАД+ |
НАДH + H+ |
|
|
(или НАДФ+) – |
(или НАДФH + H+) – |
|
|
окисленная |
восстановленная |
|
|
форма |
форма |
Д . H |
2 |
+ NAD+ |
Д + NADH + H+ |
|
|
(или NADPH + H+) |
|
|
(или NADP+) |
Пример реакции с участием NAD+:
|
|
COOH |
|
Малатдегидрогеназа |
|
COOH |
||||||
|
|
|
|
|
|
+ NAD+ |
|
|
|
|
O + NADH+H+ |
|
HO |
|
C |
|
H |
C |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
CH2 |
|
|
|
CH2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
COOH |
|
|
|
COOH |
||||||
|
|
Малат |
|
|
Оксалоацетат |
Строение флавиновых коферментов (FMN и FAD):
2)Роль коферментов FAD и FMN в реакциях дегидрирования:
|
|
N |
O |
|
|
H |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Д .H2 + |
H3C |
NH |
Д + |
H3C |
N |
|
NH |
|
H3C |
|
H3C |
|
|
||||
|
N N O |
|
N N |
O |
||||
|
|
R |
|
|
|
R |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
ФАД |
|
ФАДH2 |
(или ФМН) – |
(или ФМН H2) – |
|
окисленная |
восстановленная |
|
форма |
|
форма |
Д . H + FAD |
Д + FADH |
|
2 |
2 . |
|
(или FMN) |
(или FMN H ) |
|
|
|
2 |
Пример реакции с участием FAD:
COOH |
|
|
|
COOH |
|||
|
|
|
Сукцинатдегидрогеназа |
|
|
||
|
|
|
|
||||
CH2 |
+ E-FAD |
|
|
CH + E-FADH2 |
|||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
CH |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
COOH |
|||
Сукцинат |
|
|
Фумарат |