Проблемы_биокатализа_и_ферменты_Лекция_3_PDF

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ		СМ. АНИМАЦИИ НА СТР.
		КАЛИНИНОЙ!
4.	МНОЖЕСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ФЕРМЕНТОВ

А. ГЕТЕРОФЕРМЕНТЫ РАЗНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ВИДОВ

Б. ОРГАНОСПЕЦИФИЧНЫЕ (В ОДНОМ ОРГАНЕ), ОТЛИЧАЮТСЯ КОНФОРМАЦИЕЙ (ИЗОФОРМЫ)

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

21

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ		СМ. АНИМАЦИИ НА СТР.
		КАЛИНИНОЙ!
5.	ИЗОФЕРМЕНТЫ

- генетически детерминированные ферменты, катализирующие одну и ту же химическую реакцию, но с разной эффективностью:

отличаются физико-химическими свойствами (разные АМК)!

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

22

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ	СМ. АНИМАЦИИ НА СТР.
	КАЛИНИНОЙ!

ПРИМЕР: ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА (ЛДГ)

ТЕТРАМЕР – ПОСТРОЕН ИЗ 4-Х СУБЪЕДИНИЦ 2-Х ТИПОВ:

HEART		MUSCLE

5 РАЗНЫХ ИЗОФЕРМЕНТОВ: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM:

I

II

III

IV

V

ЛДГ1

ЛДГ2

ЛДГ3

ЛДГ4

ЛДГ5

СЕРДЕЧНЫЙ ТИП

ПЕЧЕНОЧНЫЙ ТИП

ЛДГ

ЛАКТАТ

ПИРУВАТ

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

23

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ	СМ. АНИМАЦИИ НА СТР.
	КАЛИНИНОЙ!

	6.	МУЛЬТИФЕРМЕНТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
		ФУНКЦИОНАЛЬНО-СВЯЗАННЫХ ФЕРМЕНТОВ

Например: пируватдегидрогеназный комплекс ферментов и

синтаза высших жирных кислот

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

24

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ	СМ. АНИМАЦИИ НА СТР.
	КАЛИНИНОЙ!

Ферменты, активность которых лимитирует всю цепь последовательных метаболических реакций,

часто являются аллостерическими

и считаются ключевыми (их надо знать)!

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

25

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ КИНЕТИКА

ОПЕРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТОВ

ʋ =		dS		=			dP
	- dτ
							dτ
	CS						CP

Изменение концентрации субстрата (S) и продукта (P)

Изменение времени

Уменьшение	Увеличение
концентрации	концентрации
субстрата	продукта

Всегда надо осознавать, что мы измеряем на самом деле? Внутри клетки можно измерить только количество фермента (с антителами или по мРНК), но не его активность.

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

26

ЗАВИСИМОСТЬ ОТ КОНФЕНТРАЦИИ СУБСТРАТА

Изменение скорости многих ферментов, особенно катализирующх простые реакции, подчиняются уравнению Михаэлиса-Ментен При определенных ограничениях: CS>>CE:

При насыщении фермента субстратом (характеризует эффективность катализа).

ʋ= Vmax. CS

KM + CS

Константа Михаэлиса характеризует сродство фермента к субстрату: чем выше KM, тем менее эффективно превращение субстрата, и наоборот!

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

27

АНАЛИЗ УРАВНЕНИЯ МИХАЭЛИСА-МЕНТЕН:

ʋ= Vmax. CS

KM + CS

1.Если CS >> KM, то ʋ Vmax (насыщение фермента субстратом)

			V	. C	S
2. Если CS = KM, то	ʋ	=	max			= ½ Vmax

CS + CS

т. е. КМ – это такая концентрация субстрата (моль/л), при которой

скорость реакции составляет половину от максимальной (½ Vmax)

		V	. C	S	= k . C
3. Если CS << KM, то	ʋ =	max					- это прямая
						S
		KM

пропорциональная зависимость (начальная скорость реакции)

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

28

ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ УРАВНЕНИЯ МИХАЭЛИСА-МЕНТЕН

Графическое выражение уравнения Михаэлиса – Ментен

– полуветвь гиперболы.

ʋ, моль/с

Vmax

½ Vmax

0 KM

Возможное ингибирование высокими концентрациями субстрата

Аллостерические ферменты не подчиняются кинетике Михаэлиса – Ментен и описываются

S – образной кривой (сигмоидальной).

CS, моль/л

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

29

ГРАФИК ДВОЙНЫХ ОБРАТНЫХ ВЕЛИЧИН

ДЛЯ УПРОЩЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ Vmax и KM ПРЕДЛОЖЕНО МНОГО СПОСОБОВ. ПРОСТЕЙШИЙ ИЗ НИХ: ГРАФИК ДВОЙНЫХ ОБРАТНЫХ ВЕЛИЧИН ЛАЙНУИВЕРА - БЭРКА

1/ʋ

		KM + CS
	1/ʋ =
		V	max	. C	S

1/Vmax

		0	1/CS
-	1
	K
	M

ФЕРМЕНТЫ И ПРОБЛЕМЫ БИОКАТАЛИЗА. ЧЕРНОВ Н. Н. 2013.

30