Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БЕЛКИ, ФЕРМЕНТЫ.doc
Скачиваний:
123
Добавлен:
14.05.2015
Размер:
1.8 Mб
Скачать

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 + SESES*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.