FERMENTY_-_2_rasshirennaya_versia
.docИнгибиторы ферментов
Ингибиторы – это вещества полностью или частично подавляющие активность ферментов.
Обратимые ингибиторы присоединяются к ферменту слабыми связями и могут легко отделяться от фермента.
Обратимые конкурентные ингибиторы:
-
являются структурными аналогами субстрата;
-
конкурируют с S за связывание с активным центром E;
-
При увеличении концентрации субстрата степень ингибирования уменьшается.
А при избытке субстрата действие ингибитора на фермент практически полностью прекращается.
Пример:
Зависимость скорости реакции от концентрации S в присутствии и отсутствии обратимого конкурентного ингибитора:
! При обратимом конкурентном ингибировании возрастает KM, но, как правило, не меняется максимальная скорость р-ции.
KM возрастает, т.к. как бы снижается сродство E к S, поскольку присоединению S к АЦ фермента мешает ингибитор.
Vmax, как правило, не меняется, т.к. при большом избытке S происходит вытеснение I из АЦ фермента и может быть достигнута максимально возможная скорость реакции.
Обратимые неконкурентные ингибиторы
Присоединяются к ферменту в участке, расположенном вне области активного центра меняется конформация E меняется структура активного центра E уменьшается активность E.
! При обратимом неконкурентном ингибировании уменьшается Vmax, но, как правило, не меняется KM.
Vmax уменьшается, т.к. кол-во активных молекул E, т.к. часть из них, связанных с I, на время полностью исключаются из катализа.
У тех молекул E, которые не связаны с ингибитором, сродство к S остается прежним.
Поэтому, KM, как правило, меняться не будет.
Хотя, в ряде случаев, KM может возрастать.
Необратимые ингибиторы – присоединяются к ферменту, образуя прочную ковалентную связь с его функциональными группами. Или вызывают необратимую денатурацию фермента.
Необратимые специфические ингибиторы – присоединяются к строго определённой группе в области активного центра E, образуя с ней прочные ковалентные связи.
Пример: Ацетилхолинэстераза ингибируется фосфорорганическими соединениями.
Например: диизопропилфторфосфат (ДФФ), зарин и др.
Необратимые неспецифические ингибиторы.
Существует 2 разновидности:
-
ингибиторы, образующие прочную ковалентную связь с группами, расположенными в любом участке фермента (довольно часто: вне области активного центра).
Они не специфичны к определенным ферментам.
Пример:
n-Хлормеркурибензоат присоединяется к свободным SH-группам любых ферментов. Его действие неспецифично.
-
ингибиторы, которые присоединяются к молекуле фермента вне области активного центра и образуют с ней плохо растворимые комплексы (H2S, соли тяжелых металлов).
В больших дозах вызывают необратимую денатурацию фермента.
Пример:
Ацетат свинца (свинцовая примочка) – вызывает необратимую денатурацию многих ферментов (и других белков).
Регуляция действия ферментов
Метаболический путь – это цепь взаимосвязанных реакций, в ходе которой исходный субстрат S превращается в конечный продукт P за несколько стадий.
Метаболический путь бывает:
Линейный:
Разветвленный:
Регуляция скорости реакций метаболического пути осуществляется путем регуляции действия определенных ферментов, которые называются регуляторными.
Признаки регуляторных реакций:
-
самая медленная реакция пути;
-
необратимая или практически необратимая реакция;
-
реакции на разветвлении метаболического пути
Очень часто ингибитором регуляторного фермента является конечный продукт метаболического пути.
Регуляторные ферменты метаболического пути, как правило, являются аллостерическими.
Существует 2 способа регуляции действия ферментов:
-
путем изменения количества фермента;
-
путем изменения активности фермента при неизменном количестве.
2 способ гораздо более быстрый.
Способы регуляции активности ферментов.
-
Частичный протеолиз:
Это регуляция на уровне первичной структуры белка.
-
Фосфорилирование и дефосфорилирование:
I. фосфорилирование – катализируют ферменты: протеинкиназы (A, C, G и др.);
II. дефосфорилирование – катализируют ферменты: протеинфосфатазы.
Это регуляция на уровне третичной структуры белка.
Одни ферменты в ходе фосфорилирования активируются, другие, напротив, становятся неактивными.
Примеры:
-
Аллостерическая регуляция:
Аллостерические ферменты:
-
Олигомерные белки, состоящие из 2-х или более субъединиц – регуляторной (R) и каталитической (C).
-
Имеют 2 пространственно разделенных центра: активный центр, расположенный в C субъединице и аллостерический центр, расположенный в R субъединице.
-
К АЦ присоединяется S фермента.
К аллостерическому – лиганд-эффектор.
-
Эффекторы делятся на: активаторы (A) и ингибиторы (I).
Эффекторы влияют на сродство АЦ фермента к S.
A – увеличивают сродство; I – уменьшают.
Схема аллостерического ингибирования:
Это регуляция белков-ферментов, имеющих четвертичную структуру.
-
Белок-белковые взаимодействия:
Это обратимый механизм регуляции активности белков-ферментов, который сопровождается изменением их четвертичной структуры.
Пример: регуляция каталитической активности фермента – протеинкиназы А ассоциацией/ диссоциацией протомеров.
а) Активация протеинкиназы A:
б) Инактивация протеинкиназы A:
Фермент фосфодиэстераза катализирует гидролиз цАМФ до АМФ, что приводит к сборке тетрамерного комплекса протеинкиназы А, который неактивен.