ооооо. Ферменты (1). Строение и свойства ферментов
 Скачать 4.42 Mb.
|
Металлы изменяют строение активного центра, который лучше взаимодействует с субстратом+Mg2+ ? Mg2+ Mg2+ Конкурентный тип ингибирования ферментаСООН СН2 СН2 СООН СООН СН2 СООН СДГ Янтарная кислота Малоновая кислота Неконкурентный тип ингибирования ферментаА А ? субстрат Е1 Е1 ингибитор НS--- НS--- S--- S--- Hg2+ Hg Ингибирование ферментов солями тяжелых металлов НS----- НS----- S----- S----- Ингибирование ферментов путем окисления тиоловых групп -2Н Этапы ферментативного катализа1. Присоединение субстрата к активному центру с образованием единого молекулярного комплекса; 2. Конформационная перестройка молекулы белка фермента и, соответственно, активного центра; 3. Преобразование субстрата в другую молекулу в результате перераспределения электронных плотностей в молекуле субстрата и разрыва (или возникновения) новых ковалентных связей в субстрате. 4. Удаление продукта реакции из активного центра. Динамика изменения активности фермента во время протекании химической реакции Влияние концентрации субстрата на активность ферментаVмакс концентрация субстрата Кm = 0,1 Кm = 0,5 Кm - константа Михаэлиса Уравнение Михаэлиса-МентенаV = V макс 1 + Кm S Оценка Кm в биохимической практике позволяет определить величину сродства субстрата к активному центру (чувствительность фермента к субстрату); позволяет дать более полную характеристику каталитической активности фермента. Регуляция активности ферментов Кинетика снижения скорости ферментативной реакции во временискорость реакции (мкмоль/мин 200 100 0 1 2 3 4 5 минуты А + В = АВ V = k [А] [В] 0 Глюкоза + АТФ глюкозо-6-фосфат + АДФ Изостерический тип регуляции активности ферментов фермент конкурентно взаимодействуют с активным центром Аллостерический тип регуляции ферментов А В С Д Е F E1 E2 E3 E4 E5 ингибирование цепь реакций А F А F А ? Аллостерический тип регуляции активности ферментов Первый субстрат Конечный продукт реакции Е1 Е1 F Регуляция активности путем фосфорилирования (дефосфорилирования) фермента ОН О-РО3Н2 + АТФ неактивный фермент активный фермент АДФ субстрат ? субстрат Образование метаболона в клетке Исходное вещество конечный продукт промежу-точные вещества Правила названия ферментаНазвание субстрата (:) название продукта реакции – класс фермента. Лактат : пируват - оксидоредуктаза СН3 СН3 СН-ОН С=О + ЛДГ- 2Н СООН СООН ЛДГ Классификация ферментовОксидоредуктазы Трансферазы Гидролазы Лиазы Изомеразы Лигазы 1. ОксидоредуктазыКатализируют окислительно-восстановительные реакции Окисление спиртовых групп; Окисление альдегидов; Окисление кетонов (одновременно с декарбоксилированием); Дегидрирование углеродных цепочек; Окислительное дезаминирование. СООН С = О СН3 СООН Н-С- ОН СН3 Лактатдегидро-геназа НАД НАДН2 Окисление молочной кислоты ферментом лактатдегидрогеназой (ЛДГ) 2. ТрансферазыКатализируют реакции переноса атомов или групп атомов. КФ 2.6.1.2. Аланин:оксоглутарат- аминотрансфераза СН3 СООН СН3 СООН СНNH2 + C=О С=О + СНNH2 СООН СН2 СООН СН2 СН2 СН2 СООН СООН АлАТ 3. ГидролазыРасщепляют ковалентные связи с участием молекул воды 3.1.1.3 - липаза 3.2.1.1. - альфа-амилаза 3.4.3.2. - дипептидаза гидролиз триацилглицеридаО СН2 – О – С – С17Н35 О СН – О – С – С15Н31 О СН2 – О – С – С17Н29 липаза липаза СН2 – ОН СН – ОН СН2 – ОН +3 Н2О С17Н35СООН С15Н31СООН С17Н29СООН + 4. ЛиазыРазрывают ковалентные связи без участия молекул воды 4.1.1.1. – пируватдекарбоксилаза (разрывают связи -С-С-) 4.2.1.1. – карбоангидраза (разрывают связи -С-О-) 4.3.1.1. – аспартат: аммиак-лиаза (разрывают связи -С-N-) СН3- С- С- ОН НS-KoA CО2 Декарбоксилирование пирувата СН3- С S-КоА О О + О + 2Н 5. ИзомеразыПревращают один вид изомера в другой 5.3.1.1. триозофосфат - изомераза сн2он н-с=о с=о сн-он сн2о РО3Н2 сн2о РО3Н2 6. Лигазы (синтетазы)Участвуют в синтезе новых веществ, путем соединения молекул друг с другом 6.3.1.2. глутамат: аммиак - лигаза СООН СН2 СН2 CH-NH2 COOH NH3 + СОNH2 СН2 СН2 CH-NH2 COOH + H2O глутаминовая кислота глутамин Применение ферментов в медицине. 1. Для диагностики заболеваний; 2. Для оценки тяжести протекания болезни; 3. Для контроля качества лечения; 4. В качестве контроля времени выздоровления; 5. Применение ферментов в виде лекарственных средств; 6. Использование ферментов в аналитической практике – для измерения концентрации веществ в биологических жидкостях (кровь, моча и др.) Диагностика заболеваний с помощью ферментов основывается на явлении цитолиза – выхода ферментов из цитоплазмы клеток в кровь при повреждении органа. Кровеносный сосуд Поступление ферментов из поврежденных клеток ЩФ Дни болезни Активность ферментов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 АлАТ -ГТП Динамика повышения активности ферментов крови при гепатите Применение ферментов в качестве лекарственных средств Заместительная терапия (пепсин, ферменты поджелудочной железы); В хирургической практике для очищения ран (трипсин, химотрипсин); В качестве противовирусных средств (рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза); Для растворения тромбов в сосудах (фибринолизин, стрептолиаза); Для удаления рубцов и спаек (гиалуронидаза, лидаза); Для лечения рака крови (аспарагиназа) Применение ферментов в аналитических целях. Для измерения концентрации молочной кислоты крови используют лактатдегидрогеназу СООН С = О СН3 СООН Н-С- ОН СН3 Лактатдегидрогеназа НАД НАДН2 спектрофотометрическое определение концентрации |