Шпоры по биохимии. Вопро Низкомолекулярные биорегуляторы. Основные классы природных низкомолекулярных биорегуляторов

• Название: Вопро Низкомолекулярные биорегуляторы. Основные классы природных низкомолекулярных биорегуляторов
• Анкор: Шпоры по биохимии
• Дата: 24.12.2019
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: Shpory.doc
• Тип: Документы; #101996
• страница: 8 из 10

9.Механизм действия ферментов. Способы катализа. Общая теория ферментативного катализа ─ фермент Е сначала обратимо и относительно быстро связывается со своим субстратом S в реакции: E + S = ES, Образовавшийся при этом фермент-субстратный комплекс ES затем распадается в второй более медленной (лимитирующей) стадии реакции: ES = Е + Р. Теория промежут связей: 1.Е+S=ES 2.ES=ES* 3.ES*=ES** 4.ES**=EP 5.EP=E+P Этапы фермент. катализа: 1 этап: происходит сближение и ориентация субстрата относительно субстратного центра фермента и его постепенное «причаливание» к «якорной» площадке. 2 этап: напряжение и деформация: индуцированное соответствие - происходит присоединение субстрата, которое вызывает конформационные изменения в молекуле фермента приводящие к напряжению структуры активного центра и деформации связанного субстрата (фермент как пр. на много больше своего S). 3 этап: непосредственный катализ.

Кислотно-основной катализ. Концепция кислотно-основного катализа объясняет ферментативную активность участием в химической реакции кислотных групп (доноры протонов). Кислотно-основной катализ - часто встречающееся явление. Аминокислотные остатки, входящие в состав активного центра, имеют функциональные группы, проявляющие свойства как кислот, так и оснований. Благодаря этому свойству функциональных групп активного центра ферменты становятся уникальными биологическими катализаторами, в отличие от небиологических катализаторов, способных проявлять либо кислотные, либо основные свойства.

Примером кислотно-основного катализа, в котором кофакторами являются ионы Zn²⁺, а в качестве кофермента используется молекула NAD⁺, можно привести фермент алкогольдегидрогеназу печени, катализирующую реакцию окисления спирта: С₂Н₅ОН + NAD⁺ → СН₃-СОН + NADH + H⁺

Ковалентный катализ. Ковалентный катализ основан на атаке отрицательно заряженных или положительно заряженных групп активного центра фермента молекулами субстрата с формированием ковалентной связи между субстратом и коферментом, или функциональной группой аминокислотного активного центра фермента (связыв-е фермента с субстратом, обр-ся комплекс, далее отделение конечных продуктов реакции от фермента). Е + S → E/S → E + P


механизмы протекания реакций с двумя субстратами

1) мех. единичного связывания. Е связывается только лишь с одним S и только после отщепления его связывается с другим.

АХ+В+Е→АХЕ→ЕХ→ХВ=D

2) мех. двойного связывания. Два S и Е образуют Е-S комплекс при расщеплении которого обр-ся продукты реакции

А+В+Е →АВЕ→Е+С+D
10.Зависимость скорости ферментативной реакции (V) от концентрации фермента [Е]. При проведении ферментативной реакции в условиях избытка субстрата скорость реакции будет зависеть от концентрации фермента. Зная скорость реакции, катализируемой ферментом, можно сделать вывод о его количестве в исследуемом материале. Графическая зависимость такой реакции имеет вид прямой линии.



Однако количество фермента часто невозможно определить в абсолютных величинах, поэтому на практике пользуются условными величинами, характеризующими активность фермента: одна международная единица активности (ME) соответствует такому количеству фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата за 1 мин при оптимальных условиях проведения ферментативной реакции. Оптимальные условия индивидуальны для каждого фермента и зависят от температуры среды, рН раствора, при отсутствии активаторов и ингибиторов. Количество единиц активности nME определяют по формуле: 1 ME = 1 мкмоль/мин



11.Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата [S]. График зависимости имеет вид гиперболы. При постоянной концентрации фермента скорость катализируемой реакции возрастает с увеличением концентрации субстрата до максимальной величины Vmax, после чего остаётся постоянной. Это следует объяснить тем, что при высоких концентрациях субстрата все активные центры молекул фермента оказываются связанными с молекулами субстрата. Любое избыточное количество субстрата может соединиться с ферментом лишь после того, как образуется продукт реакции и освободится активный центр.



Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата может быть выражена уравнением Михаэлиса — Ментен:

,

где V — скорость реакции при концентрации субстрата [S] , Vmax —максимальная скорость и KM —константа Михаэлиса.

Константа Михаэлиса равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину максимальной. Если концентрация субстрата значительно больше K_m (S >> K_m), to увеличение концентрации субстрата на величину К_m практически не влияет на сумму (K_m + S) и её можно считать равной концентрации субстрата. Следовательно, скорость реакции становится равной максимальной скорости: V = V_max. В этих условиях реакция имеет нулевой порядок, т.е. не зависит от концентрации субстрата. Можно сделать вывод, что V_max - величина постоянная для данной концентрации фермента, не зависящая от концентрации субстрата.

Если концентрация субстрата значительно меньше K_m(S << K_m), то сумма (K_m + S) примерно равна К_m, следовательно, V = V_max[S]/K_m, т.е. в данном случае скорость реакции прямо пропорциональна

12.Зависимость скорости реакции от t – температуры, при которой протекает реакция(рисунок 7.5), имеет сложный характер. С повышением температуры ускоряется движение молекул, что приводит к повышению вероятности взаимодействия реагирующих веществ. Кроме того, температура может повышать энергию реагирующих молекул, что также приводит к ускорению реакции. Однако скорость химической реакции, катализируемая ферментами, имеет свой температурный оптимум (значение температуры, при котором скорость реакции максимальна), превышение которого сопровождается понижением ферментативной активности, возникающим из-за термической денатурации белковой молекулы.

Температурный оптимум большинства ферментов организма человека приблизительно равен 40°С для большинства ферментов оптимальная температура равна или выше той температуры, при которой находятся клетки.



При более низких температурах (0° — 40°С) скорость реакции увеличивается с ростом температуры. При повышении температуры на 10°С скорость ферментативной реакции удваивается (температурный коэффициент Q10 равен 2). Повышение скорости реакции объясняется увеличением кинетической энергии молекул. При дальнейшем повышении температуры происходит разрыв связей, поддерживающих вторичную и третичную структуру фермента, то есть тепловая денатурация. Это сопровождается постепенной потерей каталитической активности.