1 .Белковой частью (состоит из ак) - апофермент;
2.Небелковой частью - кофактор.
Выделяют 2 основных КОФАКТОРА:
А. Ионы металлов (К, Na, Ca, Mg, Mn) большинство всех ферментов являются МЕТАЛЛОФЕРМЕНТАМИ. В продуктах питания должны обязательно содержаться микроэлементы.
В. КОФЕРМЕНТЫ - низкомолекулярные органические вещества не белковой природы.
Для многих ферментов его АПОФЕРМЕНТ вместе с КОФАКТОРОМ образуют каталитически активную молекулу, которая называется ХОЛОФЕРМЕНТОМ.
АПОФЕРМЕНТ+КОФАКТОР=ХОЛОФЕРМЕНТ.
СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ.
В пространственной структуре фермента можно выделить отдельные участки, которые выполняют те или иные функции (активный центр, контактный участок, каталитический участок, АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ центр).
Активный центр - это участок в молекуле фермента, где происходит связывание и превращение субстрата. АКТ. Ц обычно располагается в гидрофобном углублении ( недоступном для молекул воды), изолируя субстрат от воды. В образовании АКТ. Ц, участвуют боковые группы АК (12-20 АК), причём эти АК могут находиться на разных участках ПОЛИПЕПТИДНОЙ цепи, но при формировании пространственной конфигурации фермента они укладываются т.о., что располагаются в области активного центра. В образовании активного центра принимают участие следующие группы боковых цепей АК:
- NH2 (АРГ,ЛИЗ)
- СООН (АСП, ГЛУ)
- SH (ЦИС)
- ОН (СЕР,ТРЕ)
- ИМИДАЗОЛ (ГИС)
- ГУАНИДИНО группа Фенольное кольцо (ТИР)
Остальные АК поддерживают пространственную конфигурацию активного центра фермента
и обеспечивают его реакционную способность.
Контактный ( субстрат связывающий ) участок -это место в активном центре фермента, где происходит связывание субстрата с его активным центром. Контактный участок обеспечивает специфическое сродство субстрата к ферменту.
Каталитический участок - место, где проходит сама каталитическая реакция.
АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ (регуляторный) центр - участок в молекуле фермента, расположенный в др. месте, в отличие от активного центра. К АЛЛОСТЕРИЧЕСКОМУ центру могут присоединяться различные вещества, которые отличаются по структуре от молекул субстрата. Эти вещества называются АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТОРЫ. Они могут влиять на КОНФОРМАЦИЮ активного центра фермента, изменяя её, т.е. могут или повышать скорость реакции, или тормозить её. В роли АЛЛОСТЕРИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОРОВ чаще всего выступают гормоны, лекарственные вещества и др. химические соединения.
КОФЕРМЕНТЫ (Ko-F).
КОФЕРМЕНТЫ являются или акцепторами, или донорами различных атомов, или даже атомных групп. Они чаще всего содержат в своём составе различные витамины, следовательно, их делят на две группы:
1.Витаминные.
2.Невитаминные.
Витаминные КОФЕРМЕНТЫ:
1.ТИАМИНОВЫЕ КОФЕРМЕНТЫ содержат в своём составе витамин В1 (ТИАМИН).
A.ТМФ - ТИАМИНМОНОФОСФАТ.
Б.ДФ или ТПФ - ТИАМИНДИФОСФАТ или ТИАМИНПИРОФОСФАТ
B.ТТФ - ТИАМИНТРИФОСФАТ.
ТПФ связана с ферментами ДЕКАРБОКСИЛАЗАМИ альфа КЕТОКИСЛОТ (ПВК, альфа КГК)
2.ФЛАВИНОВЫЕ КОФЕРМЕНТЫ содержат в своём составе витамин В 2.
1 .ФМН - ФЛАВИНМОНОНУКЛЕОТИД.
2.ФАД - ФЛАВИИАДЕНИНДИНУКЛЕОТИД. ФАД*Н2
ФМН и ФАД связанны с ферментами ДЕГИДРОГЕНАЗАМИ. Участвуют в реакциях ДЕГИДРИРОВАНИЯ, т.е. отнятия Н — ОВР.
3. ПАНТОТЕИНОВЫЕ КОФЕРМЕНТЫ содержат в своём составе витамин ВЗ (ПАНТОТЕИНОВАЯ К-ТА). KO-F A (HSK.O-A - HS КОЭНЗИМ А). КОФЕРМЕНТ АЦИЛИРОВАНИЯ.
4. НИКОТИНАМИДНЫЕ КОФЕРМЕНТЫ содержат в своём составе витамин РР
(НИАЦИН).
1.НАД (НИКОТИНАМИДАДЕНИНДИНУКЛЕОТИД). НАД * Н2. 2.НАДФ (НИКОТИНАМИДАДЕНИНДИНУКЛЕОТИДФОСФАТ). НАДФ*Н2.
НАД и НАДФ также связаны с ферментами ДЕГИДРОГЕНАЗАМИ, которые в окислительно-восстановительных реакциях (реакции ДЕГИДРИРОВАНИЯ) - анаэробные ДГ.
5.ПИРИДОКСИНОВЫЕ КОФЕРМЕНТЫ содержат в своём составе витамин В6. ПАФ - ПИРИДОКСАМИНОФОСФАТ.
ПФ - ПИРИДОКСАЛЬФОСФАТ.Участвует в реакциях превращения АК:
1.Реакции ПЕРЕАМИНИРОВАНИЯ (ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ). Связан с ферментами АМИНОТРАНСФЕРАЗАМИ.
2.РЕАКЦИИ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ АК.
НЕВИТАМИНЫЕ КОФРМЕНТЫ:
Не содержат в своём составе витаминов, но участвуют в каталитических превращениях.
1 .НУКЛЕОТИДЫ: АТФ, ЦТФ (синтез ФОСФОЛИПИДОВ); УДФ, УТФ, ГТФ (синтез
ГЛИКОГЕНА).
2.ПРОИЗВОДНЫЕ ПОРФИРИНА: ГЕМ, ЦИТОХРОМЫ, КАТАЛАЗА.
3.ПЕПТИДЫ:
ГЛУТАТИОН - ТРИПЕПТИД, содержащий ГЛУ-ЦИС-ГЛИ. Он связан с ферментами ОКСИДОРЕДУКТАЗАМИ. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях.
4.ИОНЫ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ.
Лекция № 4.
ФЕРМЕНТЫ (продолжение).
1.СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ.
2.МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТОВ.
З.МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ.
СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ.
1 .Высокая каталитическая активность. УРЕАЗА повышает скорость реакции в 10 раз.
2.Ферменты, являясь белками, проявляют ТЕРМОЛАБИЛЬНЫЕ свойства - чувствительность к изменению температуры.
При повышении температуры на каждые 10 градусов, скорость ферментативных реакций повышает в 1,5-2 раза (правило ВАНТ - ГОФФА). Это правило применимо для ферментов в очень узком интервале температуры, т.к. уже при 50-60 градусах наблюдается денатурация, а при 100 гр. - полная денатурация с потерей активности. При 1-3 гр. Активность фермента также понижается, но при понижении температуры структура его сохраняется, поэтому при последующем повышении Т. активность восстанавливается. Это свойство используется в клинической практике при проведении оперативных вмешательств. Температура, при которой фермент проявляет максимальную активность, называется ОПТИМАЛЬНОЙ.
3.Ферменты чувствительны к изменениям РН среды. Для большинства ферментов оптимальные значения РН лежат в нейтральной среде (для КАТАЛАЗЫ РН=7).
Есть ферменты, для которых оптимальные значения РН лежат в кислой среде (пепсин РН=1,5-2,5). Некоторые ферменты проявляют активность в щелочной среде (АРГИНАЗА РН=10-11). Изменения РН приводит к изменению степени ионизации кислых и основных групп в активном центре фермента, т.к. эти группы участвуют в связывании субстрата и его превращении. Изменение РН приводит к конформационной перестройке не только активного центра фермента, но и всей молекулы фермента. Это может сопровождаться нарушением третичной структуры фермента. При оптимальном значении РН функциональные группы активного центра находятся в наиболее реакционно-способном состоянии, и это обеспечивает образование фермент-субстратного комплекса.