Бх FiBO-2012

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Отличия Е и неферметативных катализаторов

Каталитическая эффективность - скорость Е реакций выше –в 108 – 1014 раз, чем некатализируемые реакции

Высокая специфичность

Реакции протекают в «мягких» условиях при t = 37° C, рН~7.0, постоянном атм давлении

Скорость реакции регулируется

3/8/2012

61

Доказательства белковой природы Е

Идентичные свойства ВМС

Чувствительность к рН, t, факторам денатурации и др.

При парентеральном введении образуют АТ

Гидролиз Е дает свободные протеиногенные АК

Искусственный синтез Е

3/8/2012

62

Свойства ферментов

Белковая природа определяет многие свойства ферментов

Высокая чувствительность к pH, у каждого фермента существует свой pH-оптимум

Термолабильность - высокая чувствительность к действию температуры

Специфичность

Многоуровневая разнообразная регуляция

3/8/2012

63

21

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Оптимум рН разных ферментов

3/8/2012

64

Механизмы рН зависимости

1. ионизация и изменение заряда

поверхностных групп молекулы Е, в т.ч. и его активного центра,

субстратов, т.к. большинство S являются кислотами

3/8/2012

65

рНзависимое изменение заряда белка

3/8/2012

66

22

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Термолабильность

3/8/2012

67

Специфичность Е

Виды специфичности:

1. Субстратная специфичность

Абсолютная - аргиназа

Относительная (групповая) - ферм ЖКТ

Стереоспецифичность D- и L-изомеры 2. Каталитическая 4 пути катализа Г6Ф

(фосфоглюкомутаза, Г6Ф-аза, фосфоглюкоизомераза, Г6Ф ДГ)

3/8/2012

68

Специфичность химотрипсина

3/8/2012

69

23

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Этапы взаимодействия Е и S

1.Сближение и ориентация S по отношению к каталитической группе Е

2.Напряжение и деформация чувствительной к действию Е связи, из-за индуцированного соответствия S и Е (образование ЕS компл)

3.Общий кислотно-основной катализ

4.Ковалентный катализ

3/8/2012

70

Механизм взаимодействия Е и S

Теория Э Фишера (1894) жесткого стерического соответствия (ключ-замок)

Теория Д.Кошланда (1957) индуцированного взаимодействия Е и S (рука-перчатка)

Современные представления – синтез обеих теорий

3/8/2012

71

Динамика белковой молекулы

3/8/2012

72

24

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Схема Е-S взаимодействия

3/8/2012

73

Теория промежуточных соединений

В 1913 г Л. Михаэлис и М. Ментен создали общую теорию действия Е

1.E+S ↔ ES

2.ES ↔ ES*

3.ES* ↔ ES**

4.ES** ↔ EP

5.EP ↔ E+ P

Реакции протекают внутри ES комплекса

3/8/2012

74

Кинетика ферментативной реакции

3/8/2012

75

25

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Зависимость активности Е от [S]

3/8/2012

76

Активность фермента зависит от

[S]

3/8/2012

77

График зависимости скорости реакции от[S]

Метод «двойных обратных величин» (график Лайнуивера-Берка)

3/8/2012

78

26

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Энергетика реакций

3/8/2012

79

Зависимость скорости реакции от [E]

Гормональная регуляция активности Е

3/8/2012

81

27

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Структура АЦ комплекса

3/8/2012

82

Каскадный

принцип работы АЦ комплекса

83

Регуляция активности Е путем химической модификации

Ограниченный протеолиз

(Пепсиноген→пепсин)

Фосфорилирование

Метилирование

Ацетилирование

Аденилирование

и др.

3/8/2012

84

28

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Виды ингибирования

Обратимое - Обратимые изменения активности фермента путем ковалентной модификации

1.конкурентное (структурное сходство I с S) IE

-путем связывания активного центра

- путем измененияконформации фермента

Принципы конкурентного торможения находят применение в медицине в химиотерапии и при лечении отравлений

2. неконкурентное ISE Неконкурентные ингибиторы не могут связаться со свободным ферментом , а только с ES комплексом

3.бесконкурентное

Необратимое обычно необратимое повреждение Е

3/8/2012

85

Регуляция активности Е

Регуляция условиями среды t°, pH, ионной силы и др.

Изостерическая с помощью S или P

- субстратная активация и ингибирование

- ретроингибирование(ингибирование продуктом)

Аллостерическая с помощью др веществ не являющихся ни S или P данной реакции

3/8/2012

86

Ретроингибирование

3/8/2012

87

29

Кафедра биохимии ГомГМУ, 2012

08.03.2012

Свойства аллостерических ферментов

Расположены в узловых пунктах метаболизма

Субъединичная структура

Имеется ось симметрии

Изменения конформации в пределах R и T

Сигмоидная форма кривой зависимости скорости реакции от концентрация субстрата (в отличие от гиперболической для не аллостерических)

Наличие эффекторов + и –

Двухфазный ответ на конкурентные ингибиторы (увеличение акт при малых [I] и торможение при больших)

Потеря аллостерических свойств при денатурации

3/8/2012

88

Аллостерическая регуляция

3/8/2012

89

Благодарю за внимание

3/8/2012

90

30