Архив WinRAR / 1-30 / 13 конкурентное и неконкурентное ингибирование

13. Конкурентное и неконкурентное ингибирование.

Различают 2 вида обратимого ингибирования 1. Конкурентное 2. Не конкурентное.

В чем разница? При конкурентном ингибировании ингибитор по своей структуре подобен, но не идентичен субстрату. Поэтому он может связываться с активным центром фермента, но не подвергается в нем дальнейшим превращениям. Поэтому фермент на время выводится из строя В следствии непрочности связывания ингибитор через некоторое время покидает фермент. Если в клетке присутствуют и субстрат и ингибитор, то в этом случае, как правило, работают две системы. а) E + S→←ES→←E + p. Энзим взаимодействует с субстратом, образуется ЕS комплекс, превращение субстрата приводит к высвобождению энзима и образования продукта реакции. Но в смеси есть еще одно вещество, которое может связываться - это ингибитор, поэтому часть активных центров фермента будет связана с этим ингибитором, поэтому каких соединений образуется больше, зависит от концентрации субстрата и ингибитора. Если в клетке большое количество ингибитора, то фермент выводится из строя практически полностью. Если его немного, то только часть молекул фермента выводится из строя, поэтому суммарная активность в этом случае снижается меньше. Что здесь важно? Повышая концентрацию субстрата в реакционной смеси или в клетке, можно уменьшить степень ингибирования. Другими словами, конкурентное ингибирование несомненно зависит от концентрации субстрата и при увеличении концентрации истинного субстрата происходит полное восстановление активности, т.е. вытеснение ингибитора го активного цента. Классическим примером такого ингибирования является ингибирование фермента сукцннатдегидрогеназы молоновой кислотой или щавелевоуксусной кислотой.

Сукцинатдегидрогеназа - это фермент содержащий ФАД. В свою очередь в него входит витамин В2. Катализирует этот фермент реакцию дегидрирования сукцината (янтарная кислота) В ионной виде она соединяется с определенными участками активного центра. В итоге водород отщепляется от сукцината и образовалась непредельная кислота - фумаровая. Оказывается в клетках появляется иногда похожее по структуре соединение, но не идентичное -молоновая кислота (она очень похожа на янтарную, но содержит цепочку из 3 углеродных атомов). Похожа по структуре и шавелеуксусная кислота (4 углеродно дикарбоновая кетокислота). Эти оба ингибитора являются конкурентами с янтарной. Они конкурируют, за активный центр и поэтому если их концентрация в клетке увеличивается, то фермент теряет свою активность. Итак, характерной чертой этого типа ингибирования является, то что фермент связывается только со свободным ферментом. Он не связывается с ЕS комплексом потому, что взаимодействие идет по активному центру.

Неконкурентный вид. При этом типе ингибирования фермент не похож на субстрат. Т.е. фермент предположим может катализировать превращение какого-то низкомолекулярного соединения, а ингибитором может быть белок. Фермент реагирует с ингибитором за счет каких-то функциональных групп, причем интересно, что это могут быть и группы активного центра и группа расположенные на поверхности других участков молекулы.В учебниках ошибочно и вы утверждаете, что не конкурентные значит не связываются по активному центру. Нет! Может связать какую-то одну группу, но он не может иметь несколько типов связи, поэтому он не может превращаться в этом активном центре, но связать какую-то одну группу, которая имеет огромное значение в катализе он может. Это касается низкомолекулярных соединений которые являются не конкурентными ингибиторами Степень такого ингибирования зависит только от концентрации ингибитора и от его сродства к ферменту, причем не конкурентные ингибиторы связываются обратимо как с самим ферментом, так и с ES комплексом. Энзим взаимодействует с ингибитором, образуя EJ комплекс (обратимое ингибирование), но может взаимодействовать при не конкурентном ингибировании с ES комплексом с образованием ESJ комплекса. В виду особой важности регуляции клеточного метаболизма обычно отдельно рассматривают аллостерическое ингибирование. Хотя это частный случай не конкурентного ингибирования. Принципиальная разница в том, что аллостерический ингибитор связывается исключительно с аллостерическим центром. С другими участками он не связывается. Только с аллостерическим на основе принципа комплементарности. Присоединения аллостерического ингибитора к регуляторному центру приводит к изменению пространственной структуры фермента, что затрагивает активный центр. Причем происходят такие изменения, что связывания и катализ практически становятся невозможными. Происходящее изменение активности связано с изменением конформации.