Свойства ферментов (чувствительность к pH, термолабильность, специфичность и др.)
 Скачать 0.55 Mb.
|
События в активном центреВ активном центре фермента происходит формирование фермент-субстратного комплекса. В попытке объяснить этот процесс было предложено несколько гипотез: Гипотеза Эмиля Фишера (1894). Теория жесткого стерического соответствия между субстратом и активным центром фермента. Теория получила название «ключ-замок». Субстрат комплементарен активному центру фермента как ключ комплементарен замку. В этой теории активный центр рассматривался как стабильная, жестко детерминированная структура, абсолютно комплементарная своему субстрату. Эта гипотеза объясняет абсолютную специфичность, но не может объяснить групповую и относительную. Данные трудности преодолеваются гипотезой Кошланда. Гипотеза Д. Кошланда (1957). Теория индуцированного взаимодействия фермента и субстрата или теория «рука-перчатка». Взаимодействие фермента с субстратом вызывает локальное конформационное изменение некоторых сайтов белковой макромолекулы фермента, в результате чего комплементарность его активного центра к субстрату резко повышается и обеспечивается возможность осуществления каталитического процесса. Согласно этой теории, активный центр фермента комплементарен не самому субстрату, а тем переходным состояниям, через которые проходит субстрат в процессе своего превращения в продукт реакции. Эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение. Процесс взаимодействия фермента и субстрата можно разделить на несколько этапов:Сближение и ориентация субстрата по отношению к каталитическим группам фермента. Субстраты в активном центре фермента располагается таким образом, чтобы участвующие в реакции их функциональные группы находились в непосредственной близости друг к другу; Напряжение и деформация чувствительной к действию фермента связи, из- за индуцированного соответствия субстрата и фермента. Образование фермент- субстратного комплекса. Каталитическая реакция. Образование комплекса фермент-продукт. Распад комплекса с высвобождением продуктов реакции из активного центра фермента и освобождение фермента. Третий этап наиболее медленный. Длительность его зависит от энергии активации химической реакции. На этом этапе связи субстрата разрываются и формируются новые, образуется молекула продукта. Теория промежуточных соединений в гомогенном катализе была предложена Е.И. Шпитальским. На сегодняшний день эта теория включает несколько положений (рисунок 2). Катализатор (Е) образует с субстратом (S) неустойчивое промежуточное соединение (ЕS*). Образование промежуточного соединений протекает относительно быстро. Неустойчивое промежуточное соединение (ЕS*) претерпевает дальнейшее превращение через ряд промежуточных стадий (ЕS**) и превращается в конечный продукт (Р). На заключительном этапе катализа фермент (Е) выделяется в неизменном виде.  Рисунок 2 — Схематическое представление теории промежуточных соединений |