2. Неконкурентное ингибирование – ингибирование ферментативной реакции, при котором ингибитор взаимодействует с ферментом в участке, отличном от активного центра.
Неконкурентный ингибитор связывается либо с ферментом, либо с фермент-субстратным комплексом, образуя неактивный комплекс. Присоединение неконкурентного ингибитора вызывает изменение конформации молекулы фермента таким образом, что нарушается взаимодействие субстрата с активным центром фермента, что приводит к снижению скорости ферментативной реакции.
Необратимое ингибирование наблюдается в случае образования ковалентных связей между молекулой ингибитора и фермента.
Чаще всего модификации подвергается активный центр фермента. В результате фермент не может выполнять каталитическую функцию.
К необратимым ингибиторам относят ионы тяжелых металлов (ртути, серебра, мышьяка), которые в малых концентрациях блокируют сульфгидрильные группы активного центра.
Субстрат при этом не может подвергаться химическому превращению.
Необратимые специфические и неспецифические ингибиторы
Специфические ингибиторы блокируют определенные группы активного центра фермента.
Например, диизопропилфторфосфат (ДФФ) специфически реагирует лишь с одним из многих остатков серина в активном центре фермента. ДФФ относят к специфическим необратимым ингибиторам «сериновых» ферментов, так как он образует ковалентную связь с гидроксильной группой серина, находящегося в активном центре.
Ацетат йода легко вступает в реакции с SH-группами остатков цистеина любых белков, поэтому его относят к неспецифическим ингибиторам.
Пример лекарственного препарата, действие которого основано на необратимом ингибировании ферментов – аспирин.
Изоферменты
Изоферменты – это множественные формы фермента, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся друг от друга по физическим и химическим свойствам, в частности по сродству к субстрату, максимальной скорости катализируемой реакции (активности), электрофоретической подвижности или регуляторным свойствам.
Модели строения некоторых олигомерных ферментов.
а - молекула глутаматдегидрогеназы, состоящая из 6 протомеров (общая мол. м. 336000); б – молекула РНК-полимеразы; в - половина молекулы каталазы; г - молекулярный комплекс пируватдегидрогеназы.
В живой природе имеются ферменты, молекулы которых состоят из двух и более субъединиц, обладающих одинаковой или разной первичной, вторичной или третичной структурой. Субъединицы нередко называют протомерами, а объединенную олигомерную молекулу – мультимером. Между субъединицами отсутствуют ковалентные связи. Связи в основном нековалентные, поэтому такие ферменты довольно легко диссоциируют на протомеры. Удивительной особенностью таких ферментов является зависимость активности всего комплекса от способа упаковки между собой отдельных субъединиц.
Если генетически различимые субъединицы могут существовать более чем в одной форме, то соответственно и фермент, образованный из двух или нескольких типов субъединиц, сочетающихся в разных количественных пропорциях, может существовать в нескольких сходных, но не одинаковых формах. Подобные разновидности фермента получили название изоферментов. Фермент ЛДГ (лактатдегидрогеназа) имеет 5 разных форм изоферментов (ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4, ЛДГ5).
К белкам, катализирующим одну и ту же реакцию и встречающихся в природе в организмах одного вида применяют термин «множественные формы фермента».
Одним из наиболее изученных 4 ферментов, множественность форм которого детально изучена является ЛДГ. ЛДГ катализирует обратимое превращение ПВК в молочную.
Изоферменты ЛДГ, обладая почти одинаковой ферментативной активностью, различаются физико-химическими свойствами: молекулярной массой, электрофоретической подвижностью, отношением к активаторам и ингибиторам. Однако для каждой ткани в норме характерно свое соотношение форм ЛДГ. Например, в сердечной мышце преобладает ЛДГ1, а в скелетных мышцах и печени – ЛДГ5
