- •Лекция 3. Механизм действия ферментов и кинетика ферментов
- •Ионы металлов выполняют функцию стабилизаторов молекулы субстрата, активного центра фермента и конформации белковой молекулы фермента, а именно, третичной и четвертичной структур.
- •Коферменты
- •Коферменты как вторые субстраты
- •В ходе реакции кофермент претерпевает химические изменения, в точности противоположные изменениям, которые происходят в субстрате.
- •Этапы ферментативного катализа
- •Механизмы ферментативного катализа
- •Основы кинетики ферментативных реакций
- •1. Температура
- •Изоферменты
Изоферменты
Изоферменты – это множественные формы фермента, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся друг от друга по физическим и химическим свойствам. По сродству к субстрату, максимальной скорости катализируемой реакции (активности), электрофоретической подвижности или регуляторным свойствам.
В живой природе имеются ферменты, молекулы которых состоят из двух и более субъединиц, обладающих одинаковой или разной первичной, вторичной или третичной структурой. Субъединицы нередко называют протомерами, а объединенную олигомерную молекулу – мультимером. Между субъединицами отсутствуют ковалентные связи. Связи в основном нековалентные, поэтому такие ферменты довольно легко диссоциируют на протомеры. Удивительной особенностью таких ферментов является зависимость активности всего комплекса от способа упаковки между собой отдельных субъединиц. Если генетически различимые субъединицы могут существовать более чем в одной форме, то соответственно и фермент, образованный из двух или нескольких типов субъединиц, сочетающихся в разных количественных пропорциях, может существовать в нескольких сходных, но не одинаковых формах. Подобные разновидности фермента получили название изоферментов. Фермент ЛДГ (лактатдегидрогеназа) имеет 5 разных форм изоферментов (ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4, ЛДГ5).
К белкам, катализирующим одну и ту же реакцию и встречающихся в природе в организмах одного вида применяют термин «множественные формы фермента». Одним из наиболее изученных 4 ферментов, множественность форм которого детально изучена является ЛДГ. ЛДГ катализирует обратимое превращение ПВК в молочную.
Изоферменты ЛДГ, обладая почти одинаковой ферментативной активностью, различаются физико-химическими свойствами: молекулярной массой, электрофоретической подвижностью, отношением к активаторам и ингибиторам. Однако для каждой ткани в норме характерно свое соотношение форм ЛДГ. Например, в сердечной мышце преобладает ЛДГ1, а в скелетных мышцах и печени – ЛДГ5.
Эти обстоятельства широко используют в клинической практике, поскольку изучение появления изоферментов ЛДГ и ряда других ферментов в сыворотке крови может представлять интерес для дифференциальной диагностики органических и функциональных поражений органов и тканей. По изменению содержания изоферментов в сыворотке крови можно судить как о топографии патологического процесса, так и о степени поражения органа или ткани.