Архив WinRAR / 1-30 / 12 виды активирования и ингибирования ферментов

12. Виды активирования и ингибирования ферментов.

Активаторы повышают, т.е. активируют каталитическую активность ферментов. Но мало сказать активируют. С чем же связан этот активирующий эффект? Рассмотрим основные механизмы активации. Их несколько. В одних случаях активатор вытесняет ингибитор или отщепляет его от фермента. Например, соляная кислота, пепсиноген ^HCl→ пепсин →ингибитор 1). Отщепляет от пепсиногена ингибитор в результате этого неактивный фермент - пепсиноген превращается в активный фермент - пепсин, эффективно расщепляющий белки в составе желудочною сока. Итак первый механизм это вытеснение ингибитора или отщепление его от фермента. Например, цистеин может активировать ряд ферментов, отщепляя от него соли тяжелых металлов, например серебра 2). Активатор может связываться с субстратом, обеспечивая более эффективное взаимодействие субстрата с активным центром. Такова вероятно роль ионов магния во многих реакциях идущих с участием АТФ. Считают, что магниевая соль АТФ является истинным субстратом для многих ферментов. Отсюда и активирующий эффект магния оказывающий влияние практически на все ферменты катализирующие реакции с использованием АТФ. Эти ферменты называют синтетазы или лиазы. Их достаточно много в наших клетках. 3).Активатор может способствовать присоединению кофактора к апоферменту. Мы с вами говорили, что холофермент - сложный белок может работать только когда имеется апофермент и кофактор. Так вот активатор, иногда взаимодействуя апофермента с кофактором затруднено, некоторые активаторы обеспечивают такое взаимодействие, а значит образование активной формы - соединение апофермента с кофактором 4) Активаторы иногда способствуют формированию каталитически активной пространственной структуры фермента. Например, такое действие оказывают ионы кальция на фермент амилазу. Итак, активаторы способствуют формированию каталитически активной пространственной структуры фермента, т.е. меняют ее конформацию до своеобразной нужной пространственной конформации при которой комплементарность между активным центром и связанным субстратом резко увеличивается. Без активатора связывание таким образом естественно крайне затруднено 5) Активация может быть аллостерической. Что значит аллостерической? Т.е. идти за счет присоединения к аллостерическому центру фермента положительного аллостерического модулятора. Его называют активатором. Это присоединение сопровождается изменением конформации не только в месте связывания модулятора с аллостернческим центром, но захватывает конформационная волна и активный центр, причем изменение активного центра оказывается благоприятным для эффективности катализа. Отсюда аллостерических модуляторов с активирующим эффектом достаточно много. Это различные нуклеотиды, например НАД, НАДФ. Активаторами аллостерическими может являться фосфорная кислота, АТФ, АДФ и др. Эти основные 5 механизмов являются практически механизмами, расшифровывающими действия активаторов на ферменты. Ингибиторы. Это вещества, снижающие вплоть до полного прекращения каталитическую активность ферментов. Оказывается в качестве ингибиторов могут выступать самые разнообразные вещества от самых простых (ионы металлов) до высокомолекулярных соединений типа белков. Существуют различные варианты классификации или подразделение ингибирования.. Наиболее часто принято ингибирование делить на обратимое и необратимое. Необратимое встречается реже. При нем происходит или разрушение пространственной структуры фермента в связи с этим фермент не может восстановить срок первоначальную активность. Разрушение пространственной структуры фермента, например денатурация, естественно что необратимыми например ингибиторами являются концентрированные кислоты, щелочи поскольку они вызывают серьезные денатурации при этом наблюдается необратимое изменение фермента в месте длительного контакта этих веществ с ферментами. Наиболее часта причина это образование недиссоциирующего комплекса. Энзим - ингибиторного комплекса. Е + J → ЕJ. Обратное восстановление энзима невозможно. Пример йодацетат. Являются необратимыми ингибиторами тиоловых ферментов т.е. ферментов в активном центре которых в катализе принимают участие сульгидрильные группы. ДФФ диизопропил фторфосфат тоже является необратимым ингибитором ферментов активность которых зависит от гидроксильной группы серина - сериновые ферменты Трипсин - расщепляет белки, фосфорилаза - расщепляет гликоген, холиностераза - расщепляет ацетилхолин (медиатор парасимпатической нервной системы.

В большинстве своем необратимые ингибиторы являются сильными ядами. Почему? Связано с тем, что дезорганизация работы ферментов, происходящих под действием этих ингибиторов, несомненно, сопровождается резким нарушением обмена веществ. При обратимом ингибировании образовавшийся энзим-ингибиторный комплекс нестойкий и поэтому способен диссоциировать на свободный энзим и ингибитор. Е + J →←EJ. Различают 2 вида обратимого ингибирования 1) Конкурентное 2) Не конкурентное.