Кофакторы

Во многих случаях дл осуществления катализа ферментных систем, кроме

фермента и субстрата, необходимо еще одно вещество, являющееся важным эле-

ментом механизма катализа и не изменяющееся к концу реакции. Эти вещества

есть кофакторы ферментов, которые можно разделить на две группы: кофермен-

ты и активаторы. Коферменты - это, как правило, органические соединения не-

белковой природы, принимающие непосредственное участие в ферментативной

реакции (обязательные кофакторы). Коферменты по функциям можно разделить

на три группы:

1. Переносчики водорода и электронов, связанные с ферментами класса ок-

сиредуктаз.

2. Переносчики групп, связанные с ферментами класс трансфераз;

3. Коферменты, катализирующие процессы синтеза, изомеризации и рас-

щепления С-С связей; связаны с ферментами, принадлежащими к классам лиаз,

изомераз, лигаз.

В настоящее время известно несколько десятков органических соединений, вы-

полняющих функции коферментов; в их состав входят многие производные ви-

таминов.

Активаторы и ингибиторы

Ферментативные процессы в тканях можно ускорить или замедлить добав-

лением тех или иных химических соединений. Те из них, которые ускоряют фер-

ментативные реакции, получили название активаторов , те , которые замедляют,

принято называть парализаторами или ингибиторами. Это деление несколько

условно, поскольку одни и те же вещества при одних условиях активируют дей-

ствие фермента , при других же , наоборот, угнетают его действие, или, ускоряя

действие одного фермента, одновременно замедляют действие другого . Напри-

мер , фермент желудочного сока пепсин активируются соляной кислотой , кото-

рая является парализатором дл амилазы, фермента слюны. На активность фер-

ментов влияют также некоторые неорганические ионы, одни из которых ускоря-

ют, а другие замедляют действие фермента. Многие ферментативные реакции

протекают только в присутствии электролитов, которые сами не участвуют в ре-

акции, но приводят ферменты в активное состояние (примером таких неоргани-

ческих ионов-активаторов могут являться ионы Na+, K+, Pb+, Cs+, Mg2+, Ca2+,

Zn2+, Cd2+, Cr3+, Cu2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Al3+, NH4+). Большинство

ионов солей тяжелых металлов (Ag+, Hg2+, Pb2+, Fe2+, Cd2+) являются ядами

почти для всех ферментов. Действие их состоит главным образом в блокирова-

нии активных группировок ферментов или входящих в состав группировок ме-

таллов. Большинство лекарственных препаратов являются парализаторами

ферментных систем; эти свойства медикаментов и используют врачи для лече-

ния различных заболеваний.

Металлоэнзимы

Подобно витаминам ионы металлов часто являются компонентами каталити-

чески активных центров важных ферментов или их активаторами. Ферменты,

для действия которых необходимы металлы, обычно называют металлоэнзимами,

условно их подразделяют на металлоферментные комплексы и истинные металло-

энзимы. Большая часть металлоэнзимов обнаружена в виде металлоферментных

комплексов, меньшая - в виде истинных металлоэнзимов. Ионы металлов могут

различным путем влиять на активность ферментов, а именно: входить в состав ак-

тивного центра фермента; функционировать как связующее звено между фермен-

том и субстратом, находясь в соединении с обоими и удерживая таким образом

субстрат около активного центра фермента; ионы металлов могут удалять инги-

битор, присутствующий в ферментном комплексе; вытеснять неэффективный ион

металла из его соединения с активным центром фермента или с функциональны-

ми группами субстрата. Характер связи ионов металлов с ферментами может быть

разным. Для группы металлоферментных комплексов характерна относительно

непрочная связь между металлом и белковым носителем. В истинных металлоэн-

зимах ион не прочно связан в строго определенных стехиометрических соотноше-

ниях с теми или иными химическими группировками апофермента. При диализе

не происходит отделения металла от белка и не обнаружено снижение удельной

активности фермента. Включение ионов металлов в каталитические центры ис-

тинных металлоэнзимов происходит в процессе биосинтеза ферментов. В актив-

ные центры истинных металлоэнзимов, как правило, входят определенные кати-

оны, которые невозможно заменить другими. В состав истинных металлоэнзи-

мов чаще всего входят Fe, Cu, Mo, Zn.