- •Ферменты 3
- •Содержание:
- ••При знакомстве с материалом по кинетике ферментов могло сложиться впечатление, что кинетика всех
- ••У ферментов, подчиняющимся принципам кинетики Михаэлиса и Ментен с позиций процессов, протекающих в
- ••Поэтому природа вынуждена обратиться к "кооперативным" системам, в которых маленькие изменения в одном
- ••Графически результат работы такой кооперативной системы (график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата)
- ••Аллостерический белок определяется как белок, содержащий два или больше топологически различающихся центра связывания
- ••Кооперативность - это модификация константы связывания (Кs)лиганда, белком, предшествующим связыванию другого лиганда. Константы
- •• Км обычно принимается как константа связывания субстрата, поскольку ее проще измерять, чем
- •Значения Vmax и Km определяются при экстраполяции линий до пересечения с осью абсцисс
- ••Два лиганда один из которых влияет на связывание другого, могут быть химически идентичны,
- •У аллостерических ферментов
- ••Центральная линия графика - типичная сигмовидная кривая в отсутствии любого эффектора. В присутствии
- ••Ингибитор увеличил сигмовидную форму, удлиняя «носок» кривой, в то время как активатор оказывал
- ••Денатурация – нарушение пространственной структуры фермента с последующей потерей активности фермента. Денатурация вызывается
- •Инггибиторы бывают обратимые
- ••Следствием такого связывания обратимого ингибитора является эффективное мгновенное действие, но после удаления ингибитора
- •Необратимые ингибиторы известны также как инактиваторы фермента. Они связываются с ферментом, формируя прочные,
- ••Среди примеров необратимо действующих ингибиторов можно назвать диизопропилфторфосфат (ДИПФФ). Это соединение вошло в
- •ДИПФФ ковалентно связывается с гидроксильной группой серина и если эта группа важна в
- •Ацетилсалициловая кислота (известный всем аспирин) является необратимым ингибитором циклооксигеназы- фермента участвующего в синтезе
- •Ингибитором синтеза протеогликанов стенки бактерий является пенилиллин, структура которого напоминает D- аланин, встраиваемый
- •Различают два механизма конкурентного торможения.
- •Если связывание субстрата с АЦ
- •И субстрат и ингибитор не могут одновременно связаться с ферментом. В этом виде
- •Конкурентные ингибиторы не
- •Малоновая кислота тормозит активность дегидрогеназы янтарной кислоты, занимая активный центр на ферменте. Учитывая
- •Конкурентное торможение
- ••Регуляция активности ферментов путем химической модификации: Реакции ограниченного протеолиза, аденилирования, рибозилирования, ацетилирования, фосфорилирования
- •Активность фермента можно изменить путем ковалентной модификации его структуры.
- •Гормональная регуляция активности ферментов
- •Регуляция активности ферментов
- •Аденилатциклазный комплекс
- •В ходе этого процесса образуется небелковое соединение - цАМФ, цАМФ - внутриклеточный гормон
- •См. мультимедийную презентацию- Сигнальная трансдукция.
- •Гормон, циркулирующий в крови, попадает в межклеточную жидкость и контактирует с поверхностью клетки,
- •Уровень, образовавшийся под действием АЦ, цАМФ определяется не только активностью АЦ, но и
- •Наибольшее значение имеет цГМФ. Она образуется под действием гуанилатциклазы, расположенной как в наружной
- •цГМФ оказывает эффекты противоположные цАМФ.
- •Аденилатциклазный механизм
- •Некоторые клеточные ответы на действие гормонов, опосредуемое циклическим АМФ
- •ИФ3 обеспечивает повышение
- •Сигнальные роли ДАГ
- ••Фермент, активируемый ДАГ, называется протеинкиназой С (ПКС) или С–киназой, так как активность его
- ••Связывание диацилглицерола изменяет конформацию протеинкиназы С, что сопровождается повышением ее сродства к ионам
- ••Концентрация С-киназы выше всего в нейронах головного мозга, где, помимо, прочего она фосфорилирует
- •Взаимосвязь цАМФ и ИФ3
- •Изоферменты, их природа,
- •Изоферменты
- •1)скоростью катализа;
- ••Тетрамерный фермент, состоящий из двух кодируемых генетически субъединиц А и В может быть
- •Изоферменты имеют адаптивное значение, т. е. придают специфику метаболизма.
- •Существует 5 изоферментных форм:
- •Остальные изоферменты занимают промежуточное положение.
- •Изменение активности ферментов в онтогенезе.
- •Глюкоза утилизируется анаэробным путем (анаэробный гликолиз), т. к. ткани плода не способны к
- •3. Грудной
- •6. Зрелый.
- •Активная регуляция ферментов возможна - на геномном уровне ( лактозный оперон);
- •Роль ПКС в регуляции
- •Известны два внутриклеточных пути, через которые активированная С- киназа усиливает транскрипцию генов. В
- •Elk-1 связан с короткой последовательностью ДНК (обозначаемой serum response element
- •В другом пути, активация С-киназы приводит к фосфорилированию ингибиторного белка Ik-B, что сопровождается
- •Существует группа соединений, среди которых наиболее хорошо изучены форболовые эфиры, которые являются мощными
- •Метаболизм ферментов
- •Имея высокую молекулярную массу, большая часть ферментов не экскретируется с мочой. Ферменты экскретируемые
- •Активность фермента
- •Понятие "активность фермента" по сути дела идентична понятию "скорость ферментативной" реакции. Ферментативная активность
- •В системе СИ в качестве единицы ферментативной активности используют "катал" (kat). Катал определяется
- •Размерность её слишком велика, на практике пользуются меньшими кратными значениями, начиная с нанокатала
- •В практике лабораторий широко
- •При исследовании кинетики реакций
- •Пример для вычисления активности фермента
- •ферментов у больного ИМ в разные сроки заболевания
- •Номенклатура и классификация ферментов
- •Шифр КФК и ее место в классификации ферментов
- •Каждый подподкласс представляет собой список ферментов. Порядковый номер фермента в этом списке –
- •Оксидоредуктазы
- •Трансферазы
- •Гидролазы (3.0.0.0.)
- •Лиазы(4.0.0.0) 4.1.0.0.Углерод-углерод лиазы 4.1.1.0.Карбокси лиазы 4.1.1.1. Пируватдекарбоксилаза
- •Лигазы (6.0.0.0)
- •Ферменты 4
Уровень, образовавшийся под действием АЦ, цАМФ определяется не только активностью АЦ, но и активностью фосфодиэстераз, которые циклизируют цАМФ до АМФ.
Кроме цАМФ, существуют цГМФ, цУМФ, цЦМФ.
Наибольшее значение имеет цГМФ. Она образуется под действием гуанилатциклазы, расположенной как в наружной мембране, так и внутри клетки, цГМФ единственный фермент, который реагирует на концентрацию Н2О2 и активируется под действием продуктов перекисного окисления.
цГМФ оказывает эффекты противоположные цАМФ.
цАМФ находится в тесном контакте с ионами Ca2+: высокая концентрация цАМФ в возбудимых тканях приводит к высокой [Ca2+] и стимуляции клетки. И наоборот, резкое уменьшение [Ca2+] тормозит АЦ и снижает уровень цАМФ.
Аденилатциклазный механизм
Некоторые клеточные ответы на действие гормонов, опосредуемое циклическим АМФ
Гормон |
Клетки-мишени |
Главный ответ |
Тиротропин |
Тироциты |
Синтез и секреция |
|
|
тироксина |
Кортикотропин |
Клетки пучковой и |
Секреция кортизола |
|
сетчатой зоны коры |
|
|
надпочечников |
|
Лютропин |
Клетки Лейдига |
Секреция прогестерона |
|
яичников |
|
Адреналин |
Миоциты, гепатоциты |
Распад гликогена |
Паратгормон |
Остеокласты |
Резорбция кости |
Адреналин |
Р-клетки водителя ритма |
Увеличение частоты |
|
сердца |
сокращений |
Вазопрессин |
Эпителиоциты канальцев |
Реабсорбция воды |
|
нефрона почки |
|
Адреналин, |
Адипоциты |
Расщепление |
кортикотропин, |
|
триацилглицеролов |
глюкагон, тиротропин |
|
|
ИФ3 обеспечивает повышение
уровня кальция
Белки, регулируемые Са2+ и кальмодулином
Аденилат циклаза |
Са2+/кальмодулин, зависимая |
|
|
протеинкиназа |
|
ЦАМФ фосфодиэстераза |
Са2+ |
зависимый Na+ канал |
ЦАМФ зависимый канал |
Са2+ |
канал эндоплазматической сети |
(зрение) |
|
|
Киназа легкой цепи миозина |
Кальциневрин |
|
|
(фосфопротеинфосфатаза 2В) |
|
НАДН киназа |
цГМФ зависимый Na+,Ca2+ канал |
|
|
(колбочки) |
|
Синтаза оксида азота |
Са2+ |
АТФаза плазм.мембран |
ИФ-3-киназа |
РНК хеликаза (р68) |
|
ЦГМФ - зависимая |
киназа легких цепей миозина |
|
протеинкиназа |
|
|
киназа фосфорилазы |
фосфолипаза А2 |
Сигнальные роли ДАГ
Если ИФ3 повышает концентрацию ионов Са2+ в цитозоле, другой продукт расщепления фосфатидилинозитол -4,5- дифосфата – ДАГ – остается в плазматической мембране и вызывает совершенно иные молекулярные эффекты. У него есть две "сигнальные" роли: он может гидролизоваться дальше с образованием арахидоновой кислоты, необходимой для синтеза простагландинов и родственных им медиаторов липидной природы, или способен активировать специфическую протеинкиназу, которая затем фосфорилирует ряд белков с различными функциями в клетке-мишени.
•Фермент, активируемый ДАГ, называется протеинкиназой С (ПКС) или С–киназой, так как активность его зависит от уровня Са2+ в цитозоле клетки. Полипептидная цепь этого фермента содержит четыре консервативных домена и пять вариабельных областей. Консервативные области включают АТФ-, Са2+ - , диацилглицерол- и субстрат- связывающий домены. При низком внутриклеточном уровне Са2+ и отсутствии диацилглицерола протеинкиназа С находится в цитоплазме в неактивном состоянии.