- •Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Содержание
- •Список сокращений
- •Введение
- •І. Тема: белки
- •1. Строение и биологическая роль аминокислот, пептидов, белков
- •Аспарагиновая кислота (асп)
- •Лизин (лиз)
- •Серин (сер)
- •1.1. Первичная структура белка
- •1.2. Варианты вторичной структуры белка
- •1.3. Третичная структура белка
- •1.4. Четвертичная структура белка – высший уровень организации
- •Свойства протеинов
- •2.1. Физико - химические свойства биополимеров
- •2.2. Особенности биологических свойств белков
- •3. Методы очистки и выделения белков
- •4. Классификация белков
- •4.1. Простые белки
- •4.1.1. Глобулярные белки
- •4.1. 2. Фибриллярные белки
- •4.2. Сложные белки
- •Характеристика липопротеиновых частиц
- •5. Биологическая роль протеинов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Тестовые задания для оценки уровня знаний:
- •Ситуационные задачи
- •II. Тема: ферменты
- •1. Особенности строения ферментов
- •1.1. Энзим – сложный белок
- •1.1.1. Природа и роль кофермента
- •Витамины – компоненты коферментов
- •1.1.2. Апофермент и его значение
- •1.2. Функциональные центры фермента
- •1.2. Механизм действия ферментов
- •I стадия. Образование es-комплекса
- •II стадия. Активация es-комплекса
- •III стадия. Образование eр-комплекса
- •IV стадия. Распад eр-комплекса
- •1.3. Специфичность действия ферментов
- •1.4. Кинетика ферментативных реакций
- •1.4.1. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата
- •1.4.2. Зависимость скорости реакции от концентрации фермента
- •1.4.3. Зависимость скорости реакции от температуры
- •1.4.4. Зависимость скорости реакции от величины рН среды
- •2. Классификация, номенклатура и регуляция ферментов
- •2.1. Классификация и номенклатура ферментов
- •2.1.1. Характеристика отдельных классов ферментов
- •2.2. Регуляция работы фермента
- •2.2.1. Активация энзима
- •1. Аллостерическая регуляция
- •2.2.2. Особенности строения и функционирования аллостерических ферментов:
- •2.2.4. Регуляция путём ковалентной модификации
- •2.2.5. Частичный протеолиз – как способ активации энзима (активация зимогена)
- •2.3. Ингибирование ферментов
- •2.4. Использование ферментов в медицине.
- •Энзимопатии
- •Энзимодиагностика
- •Энзимотерапия
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Тестовые задания для оценки уровня знаний:
- •Ситуационные задачи
1.2. Функциональные центры фермента
Активный центр – это фрагмент энзима, который взаимодействует с субстратом (S) для образования энзим-субстратного комплекса (ES). Формируется активный центр при взаимодействии кофермента с апоферментом. В нём условно различают так называемый связывающий участок, или контактную площадку, которая обеспечивает взаимодействие с субстратом и формирование ES-комплекса и каталитический участок, где непосредственно происходит химический контакт с субстратом. Количество активных центров в олигомерных биокатализаторах может быть равно числу субъединиц.
Помимо данного функционального локуса в молекуле энзима может присутствовать также аллостерический центр (от греч. allos – другой, иной и steros – пространственный, структурный) - это участок апофермента, находящийся удалённо от активного центра, который взаимодействует с низкомолекулярными веществами (эффекторами, или модификаторами), регулируя активность фермента. Иногда подобных доменов может быть несколько. Присоединение эффектора к аллостерическому центру изменяет третичную и часто также четвертичную структуры молекулы и соответственно конфигурацию активного центра, вызывая снижение или повышение энзиматической активности.
1.2. Механизм действия ферментов
E + S → ES → ES* → EР → E + Р
Выделяют 4 стадии каталитической реакции:
I стадия. Образование es-комплекса
Энзимы обладают высокой специфичностью действия. Этот факт позволил в 1890г. Э.Фишеру (Е.Fischer) выдвинуть гипотезу, согласно которой активный центр фермента взаимодействует с субстратом по принципу комплементарности, т.е. химического и геометрического соответствия, поэтому этот участок молекулы должен быть стабильным жёстко структурированным и соответствовать субстрату как «ключ к замку». Но позже выяснили, что не все биокатализаторы пространственно соответствуют своим субстратам, но эффект при этом осуществляется.
В 1959 г. Д. Кошландом была предложена новая интерпретация теории «ключа и замка». Согласно идеи исследователя, активный центр фермента является гибкой структурой. Под действием электрофильных (э/ф) или нуклеофильных (н/ф) группировок субстрата данный участок, имея подобные радикалы способен изменять свою конформацию. Таким образом, субстрат наводит энзим на себя, производя при этом в своей молекуле пространственные перестройки. Эта теория получила название «индуцированного соответствия» или «индуцированного наведения». Более тесное сближение субстрата и активного центра позволяет им быстро взаимодействовать с образованием энзим-субстратного комплекса.
II стадия. Активация es-комплекса
Между э/ф и н/ф группами в ES-комплексе происходит перераспределение электронной плотности. В результате чего изменяется длина химических связей и происходит деформация молекулы субстрата. Это приводит к понижению величины необходимой энергии активации Еа и быстрому протеканию химических преобразований.
III стадия. Образование eр-комплекса
В результате вытягивания и изменения структуры субстрата старые связи ослабляются, рвутся, возникают новые и формируется продукт реакции.