- •Биокинетика
- •Глава 1. Введение в биокинетику
- •Предмет изучения биокинетики
- •Химическая кинетика как основа биокинетики
- •1.2.1. Современные представления о механизме химической реакции
- •1.2.2. Скорость химической реакции
- •1.2.3. Константа равновесия
- •1.2.4. Выражения для константы скорости элементарной химической реакции
- •1.2.5. Влияние pH на скорость химической реакции
- •1.2.6. Кинетический эксперимент
- •Глава 2. Ферментативный катализ
- •2.1. Кинетические схемы и механизм ферментативной реакции
- •2.1.1. Схема Михаэлиса-Ментен
- •2.1.2. Определение параметров Wm и Km из экспериментальных данных
- •2.1.3. Метод графов при анализе кинетических схем
- •2.1.4. Определение концентрации активных центров
- •2.2. Типичные зависимости начальной стационарной скорости реакции от концентрации субстрата
- •2.2.1. Ингибирование и активация избытком субстрата
- •2.2.2. Аллостерические эффекты
- •2.3. Многосубстратные реакции
- •2.4.2. Релаксационная кинетика
- •2.5. Влияние температуры и pH на скорость ферментативных реакций
- •2.6. Ингибирование ферментативных реакций
- •2.7. Инактивация ферментов
- •2.8. Полиферментные системы. Сопряженные ферментные реакции
- •2.9. Кинетика действия ферментов в открытых системах
- •3.1.1. Химическое строение рецепторов и лигандов
- •3.1.2. Агонисты и антагонисты
- •3.2.3. Строение и функционирование g-белок сопряженных рецепторов
- •3.2.4. Механизмы внутриклеточного проведения и усиления рецепторного сигнала
- •3.2.5. Инактивация рецепторного сигнала
- •3.3.1. Диффузия рецепторов
- •3.3.2. Связываение нескольких молекул лиганда с одним рецептором
- •1) Координаты Хилла.
- •2) Координаты Бьеррума.
- •3.4. Взаимодействие нескольких лигандов с одним рецептором
- •3.5. Учет функции распределения клеток по количеству рецепторов на мембране
- •3.6. Феномен колебаний рецепторного связывания
- •Глава 4. Клеточный рост
- •4.1. Клеточный цикл
- •4.2. Экспоненциальная фаза роста
- •4.2.1. Многосубстратные процессы
- •4.2.2. Ингибирование и активация клеточного роста
- •4.2.3. Влияние pH
- •4.4.1. Выражение для удельной скорости клеточного роста в экспоненциальной фазе
- •4.4.2. Многостадийность клеточного цикла
- •5.1. Пассивный транспорт
- •5.2. Активный ионный транспорт
- •Глава 6. Эндоцитоз
3.1.1. Химическое строение рецепторов и лигандов
Рецепторы – белки, различающиеся разными участками или третичной структурой. Большинство рецепторов – трансмембранные белки. Практически все рецепторы образуют четвертичную структуру с углеводами, гликопротеидами, фосфолипидами мембран. В процессе функционирования рецептора его третичная и четвертичная структуры могут изменяться (изменяться может конформация рецептора, структура и состав молекул, связанных с рецепторами, сами рецепторы, молекулы могут фосфорилировать, дефосфорилировать и т.д.). В зависимости от изменения структуры рецептора изменяется его сродство к лигандам (биологически активным веществам). На рецепторах существуют центры связывания лигандов: COOH-группы дикарбоновых кислот,NH2-группы диаминовых кослот,OH-группы гидроксиаминокислот,SH-группы цистеина, гидрофобные участки аминокислот и др. Точно так же, как при образовании фермент-субстратного комплекса, в образовании лиганд-рецепторного комплекса участвует несколько активных участков связывающего центра. Однако, рецепторы отличаются большей степенью сродства к лигандам, чем ферменты к субстратам.
Лиганды имеют различное химическое строение (белковые, пептидные и др.)
3.1.2. Агонисты и антагонисты
Агонисты– лиганды, которые связываясь с рецепторами, активно вызывают биологический ответ клетки (стимулируют клеточные функции).
Антагонисты– лиганды, которые не вызывают активного клеточного ответа. Антагонисты препятствуют связыванию агонистов с рецепторами, угнетая клеточные функции.
3.1.3. Принцип структурной комплиментарности
Чем с меньшим числом различных лигандов может связаться рецептор данного типа, тем выше его специфичность, и наоборот (принцип “ключ-замок”).
3.2. Молекулярные механизмы проведения и усиления рецепторного сигнала
Три основных факта:
максимальный биологический ответ клетки наблюдался даже тогда, когда лишь незначительная часть рецепторов связана с лигандами;
кривая зависимости биологического ответа клетки от концентрации добавленного лиганда во многих случаях имеет сложный колоколообразный вид;
различие механизма действия агонистов и антагонистов рецепторов одного типа.
3.2.1. Открытие вторичных мессенджеров
Вторичные мессенджеры– внутриклеточные молекулы, осуществляющие сопряжение рецепторов с внутриклеточными эфферентными системами (ферментами, ионными каналами, геномом и т.д.). Первичными мессенджерами раньше называли лиганды, так как многие из лигандов осуществляют сопряжение эндокринных желез с эфферентными клетками.
3.2.2. Классификация рецепторов по их сопряжению со вторичными мессенджерами
По сопряжению со вторичными мессенджерами все рецепторы делятсяна:
рецепторы-ионные каналы (несколько глобул интегральных белков на мембране, в неактивном состоянии рецептора ионный канал закрыт);
рецепторы, сопряженные с ферментами (одна из глобул белка-рецептора обладает каталитической активностью, образование лиганд-рецепторного комплекса приводит к изменению каталитической активности);
рецепторы сопряженные с G-белками (рецепторная молекула сопряжена в с внутриклеточной стороны с особым ГТФ-связывающим белком, -G-белком, - черезG-белок рецепторы могут менять активность внутриклеточных ферментативных систем и вызывать открытие ионных каналов).