71. Характеристика активних центрів ферментів.

Зниження енергії активації біохімічної реакції і, як результат високої каталітичної ефективності ферментів досягають за рахунок взаємодії субстратів із певними ділянками ферментної молекули (активними, або каталітичними центрами), що супроводжується зближенням та орієнтацією відповідних хімічних груп субстратів і створює стеричні умови, необхідні для реалізації специфічних актів каталізу.

Активний центр — ділянка молекули ферментного білка, що взаємодіє із субстратом під час ферментативної реакції і необхідна для перетворення субстрату в каталітичному процесі.

Він формується з певних ділянок поліпептидного ланцюга, що просторово зближені за рахунок унікальної тривимірної конформації ферментного білка.

До складу активних центрів різних ферментів входять радикали певних амінокислотних залишків, головним чином ОН групи серину, треоніну та тирозину, імідазольне кільце гістидину, SH-група цистеїну, СОО–групи дикарбонових амінокислот, NH3+-групи аргініну та лізину (рис. 7.2). В утворенні активних центрів беруть участь також кофактори даного ферменту: простетичні групи, іони металів.

Активний центр локалізується, як правило, в заглибленні, просторовій ніші, що утворюється в макромолекулі білка-ферменту. Структура активного центру є комплементарною до просторової будови субстрату, що стало основою уявлення Е.Фішера про відповідність ферменту і субстрату як “ключа і замка”. Пізніші теорії ферментативного каталізу (Д.Кошленд) враховують можливі взаємні зміни просторових конформацій ферменту і субстрату під час їх взаємодії (“теорія індукованої відповідності ферменту і субстрату”).

У структурі активного центру розрізняють:

– ділянку, що зв’язує субстрат, або контактну (“якірну”) ділянку; вона містить радикали полярних (зв’язують молекули субстрату за рахунок водневих зв’язків або дипольних взаємодій) або неполярних амінокислотних залишків (створюють в активному центрі гідрофобні зони, що взаємодіють із відповідними радикалами в субстраті);

– каталітично активну ділянку, до складу якої входять хімічні групи, що беруть безпосередню участь у перетворенні субстрату (групи –ОН, –SH, ≥N, –NH3 +, –СОО–).

Вплив мікрооточення:

1. Компоненти активного центру в тому числі і коф актори, взаємодіють з сусідніми групами ферменту, що видозмінює хімічну характеристику функціональних груп, які беруть участь у каталізі.

1. В кл ф-ти утв структурні комплекси і ансамблі як один з одним так і з ділянками клітинних і внутрішньоклітинних мембран та іншими молекулами, що впливає на реакційну здатність функціональних груп в активному центрі ферменту.

Кожен із ферментів має один, або більше активних центрів які визначають специфічність хімічної реакції, що каталізується даним ферментами. Крім ативного центру деякі ферменти мають алостеричний центр який регулює роботу активного центру.

72. Чоловічі статеві гормони.

Стероїдні гормони — широка група біологічно активних похідних вуглеводню стерану, що за хімічною будовою є заміщеним циклопентанпергідрофенантреном:

Залежно від хімічної природи радикалів R1, R2, R3, стероїдні гормони поділяють на декілька класів:

Виходячи із зазначеної хімічної номенклатури, стероїдні гормони поділяють на такі групи:

1. Група прегнану (С21-стероїди), до яких належать:

1.1. кортикостероїди, що за біологічною активністю диференціюються на:

1.1.1. глюкокортикоїди;

1.1.2. мінералокортикоїди;

1.2. прогестагени.

2. Група естрану (С18-стероїди) — естрогени.

3. Група андростану (С19-стероїди) — андрогени;

Усі ці групи стероїдних гормонів синтезуються в організмі з полі циклічного спирту — С27-∆5-стероїду — холестеролу (холестерину).

Чоловічі статеві гормони

Чоловічі статеві гормони — андрогени — є похідними андростану (С19-стероїди). Основним андрогеном є тестостерон, що синтезується в інтерстиціальних клітинах сім’яників (клітинах Лейдига). Добова секреція тестостерону у чоловіків складає в нормі близько 5 мг. У клітинах-мішенях тестостерон конвертується в більш активний метаболіт — дигідротестостерон (ДГТ), для якого тестостерон є, по суті, прогормоном. Наявність ДГТ виявляється в сім’яних везикулах, передміхуровій залозі, зовнішніх статевих органах та деяких ділянках шкіри.

Перетворення тестостерону на ДГТ каталізується НАДФН-залежною 5-α-редуктазою:

Біотрансформація тестостерону в печінці та інших тканинах супроводжується утворенням метаболітів із значно зменшеною або відсутньою андрогенною активністю; основними представниками продуктів такого перетворення тестостерону є 17-кето- (або 17-оксо) стероїди — андростерон та етіохоланолон.

Біологічні властивості тестостерону полягають у забезпеченні репродуктивної функції чоловічого організму шляхом контролю сперматогенезу та стимуляції розвитку в пубертатний період первинних та вторинних статевих ознак. Крім того, характерною особливістю біохімічної дії андрогенів (тестостерону, його похідних та синтетичних андрогенів) є виражений анаболічний ефект, що проявляється стимуляцією синтезу білка в багатьох тканинах, особливо у м’язах; ця властивість андрогенів використовується при створенні синтетичних анаболічних препаратів.

Фізіологічні функції чоловічих статевих залоз знаходяться під контролем гонадотропних гормонів ФСГ та ЛГ: ФСГ стимулює сперматогенний епітелій яєчок, а ЛГ (гормон, що стимулює інтерстиціальні клітини — ГСІК) активує синтез та секрецію тестостерону. Концентрація тестостерону в сироватці крові, як і глюкокортикоїду кортизолу, циклічно змінюється протягом доби з макс о 7-й-9-й год ранку та мін — о 24 год та 3 год ранку.

Молекулярні механізми дії статевих гормонів, як і кортикостероїдів, полягають у взаємодії відповідного гормону в клітинах-мішенях із специфічним цитозольним рецептором, транслокації комплексу стероїд-рецептор в ядро та стимуляції експресії генів, що контролюють синтез білків, які реалізують фізіологічну функцію даного гормону.