4. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации субстрата, концентрации энзима.

Кинетика ферментативных реакций – раздел энзимологии, изучающий зависимость скорости химических реакций, катализируемых ферментами, от химической природы реагирующих веществ, а также от факторов окружающей среды.

Зависимость скорости ферментативных реакций от:

• Температуры:

Имеется температурный оптимум. Для большинства одинаковый. Есть термостабильные ферменты. Выдерживают температуру до 95° и выше.

• pH:

Оптимум pH для каждого фермента свой.

• Концентрации субстрата:

Скорость повышается до полного насыщения фермента субстратом. Далее скорость не увеичивается.

• Концентрации энзима:

5. Ингибирование активности ферментов, виды ингибирования: обратимое, необратимое, конкурентное, неконкурентное

Ингибирование активности ферментов – снижение каталитической активности в присутствии определенных веществ – ингибиторов.

Виды ингибирования:

1. Обратимое:

   1. Конкурентное

   2. Неконкурентное

2. Необратимое

Обратимое ингибирование:

Обратимые ингибиторы связываются с ферментом слабыми нековалентными связями и могут легко отделяться от него.

• Конкурентное: ингибитор связывается с активным центром фермента и препятствует образованию фермент-субстратного комплекса. Пример: малоновая кислота ингибирует сукцинатдегидрогеназную реакцию, являясь структурным аналогом сукцината. Конкурентные ингибиторы используют как лекарственные средства.

• Неконкурентное: ингибитор взаимодействует с ферментом в участке, отличном от активного центра. Образует неактивный комплекс, связываясь с ферментом или фермент-субстратным комплексом.

Необратимое ингибирование:

Образование ковалентных стабильных связей между молекулой ингибитора и фермента. Чаще всего изменяется активный центр фермента. Примеры: ионы тяжелых металлов. Имеются специфичные и неспецифичные ингибиторы. Используются как лекарственные вещества.

6. Регуляция активности ферментов: неспецифическая, специфическая (понятия). Механизмы специфической регуляции активности ферментов

Регуляция активности ферментов:

• Неспецифическая:

  1. Изменением доступности субстрата и коферментов.

  2. Изменением количества молекул субстрата.

  3. Изменением каталитической активности ферментов.

     1. Аллостерическая регуляция: регуляция происходит количеством не только молекул субстрата, но и эффекторов. Эффекторы – клеточные метаболиты, чаще всего, того пути, регуляцию которого они осуществляют.

     2. Регуляция с помощью белок-белковых взаимодействий: регуляция путем присоединения регуляторных белков (пример: аденилатциклазная система); изменение каталитической активности ферментов вследствие ассоциации и диссоциации протомеров фермента (присоединение остатка фосфорной кислоты с АТФ на белок).

     3. Регуляция путем фосфорилирования/дефосфорилирования молекулы фермента (к ОН-группе).

     4. Регуляция частичным (ограниченным) протеолизом: отщепление части молекулы неактивного предшественника.

• Специфическая:

1. Обратимое ингибирование: Обратимые ингибиторы связываются с ферментом слабыми нековалентными связями и могут легко отделяться от него.

   1. Конкурентное: ингибитор связывается с активным центром фермента и препятствует образованию фермент-субстратного комплекса. Пример: малоновая кислота ингибирует сукцинатдегидрогеназную реакцию, являясь структурным аналогом сукцината. Конкурентные ингибиторы используют как лекарственные средства.

   2. Неконкурентное: ингибитор взаимодействует с ферментом в участке, отличном от активного центра. Образует неактивный комплекс, связываясь с ферментом или фермент-субстратным комплексом.

2. Необратимое ингибирование: Образование ковалентных стабильных связей между молекулой ингибитора и фермента. Чаще всего изменяется активный центр фермента. Примеры: ионы тяжелых металлов. Имеются специфичные и неспецифичные ингибиторы. Используются как лекарственные вещества.

7. Роль гормонов и вторичных мессенджеров (цАМФ, цГМФ, Са2+, ДГ, ИТФ, ПГ) в регуляции активности ферментов.

Гормоны – сигнальные молекулы беспроводного системного действия, влияющие на активность и количество ферментов в клетке через каскадные системы (аденилатциклазную, гуанилатциклазную,инозитолтри-фосфатную, RAS и т.д.).

Мессенджеры – низкомолекулярные вещества, переносящие сигналы гормонов внутри клетки (Са2+, цАМФ, цГМФ, ДАГ, ИТФ).

Роль мессенджеров в регуляции активности ферментов: цАМФ участвует в мобилизации энергетических запасов (распад углеводов в печени или триглицеридов в жировых клетках), в задержке воды почками, в нормализации кальциевого обмена, в увеличении силы и частоты сердечных сокращений, в образовании стероидных гормонов, в расслаблении гладких мышц и так далее. цГМФ активирует ПК G, ФДЭ, Са²⁺-АТФазы, закрывает Са²⁺-каналы и снижает уровень Са²⁺ в цитоплазме.

Роль гормонов в регуляции активности ферментов: Гормоны влияют на активность и количество ферментов в клетке через каскадные системы, состоящие из:

1. Рецепторов

2. Регуляторных белков

3. Вторичных посредников

4. Ферментов

Может быть нужно будет зарисовать одну из гормональных систем.