2.6. Активация ферментов.

Активаторы – вещества, ускоряющие ход химической реакции. Ими могут быть ионы металлов, гормоны, коферменты. Рассматривают различные виды активации ферментов: аллостерическая активация, «ограниченный протеолиз». Аллостерическая регуляция характерна только для особой группы ферментов с IV структурой, имеющих регуляторные центры для связывания аллостерических эффекторов. Механизм действия аллостерических активаторов или ингибиторов на фермент заключается в изменении конформации активного центра фермента.

«Ограниченный протеолиз» – это активация фермента путем модификации его, т.е. превращение неактивного предшественника в активную форму фермента путем разрыва пептидной связи и отщепление от профермента небольшого фрагмента. Затем следует перестройка пространственной структуры оставшейся части макромалекулы. Этот вид активации характерен для протеолитических ферментов ЖКТ, свертывающей системы крови. Например:

пепсиноген пепсин + пептид-ингибитор

^НСЕ

2.7. Ингибирование ферментов.

Ингибиторы – вещества, вызывающие частичное (обратимое) или полное (необратимое) торможение реакций, катализируемых ферментами. Ингибиторами могут быть органические (антибиотики, противоопухолевые препараты, метаболиты, гормоны) и неорганические (соли тяжелых металлов, ионы металлов) соединения. В молекуле ингибитора имеются реакционно-способные группы, которые блокируют в активном центре фермента важные для катализа функциональные группы. Рассматривают аллостерическое ингибирование, конкурентное ингибирование. Конкурентное ингибирование возникает, когда ингибитор и субстрат имея похожую химическую структуру конкурируют за активный центр фермента. Классическим примером подобного типа ингибирования является торможение сукцинатдегидрогеназы (СДГ) малоновой кислотой (малонат). СДГ катализирует окисление янтарной кислоты в фумаровую.

COOH COOH COOH

| фад фадН₂ | |

C H₂ CH CH₂

| _СДГ || |

CH₂ CH COOH

| |

COOH COOH малонат

сукцинат фумарат

Если в среду добавить малонат (ингибитор), то в результате структурного сходства его с истинным субстратом-сукцинатом он будет взаимодействовать с активным центром фермента, тормозя реакцию окисления сукцината. Образовавшийся фермент-ингибиторный комплекс не распадается с образованием продуктов реакции. Метод конкурентного торможения нашел широкое применение в медицинской практике. Например, применение сульфаниламидных препаратов при лечении некоторых инфекционных заболеваний. Эти препараты имеют структурное сходство с парааминобензойной кислотой, которую бактерии используют для синтеза фолиевой кислоты, являющейся необходимой для их размножения. Торможение синтеза фолиевой кислоты препятствует развитию микроорганизмов. По такому принципу ингибирования действуют противоопухолевые препараты. (метатрексат, фтоурацил). Лечение подагры аллопуринолом основано на ингибировании ксантиноксидазы.