Главная страница
Навигация по странице:

  • Ферментативная реакция по типу "пинг-понг"

  • Ферментативная реакция по типу "последовательных реакций"

  • Ферментативная реакция по типу "случайных взаимодействий"

  • Зачем врачу нужна биологическая химия


    Скачать 6.47 Mb.
    НазваниеЗачем врачу нужна биологическая химия
    АнкорLektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
    Дата21.12.2017
    Размер6.47 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаLektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
    ТипДокументы
    #12377
    страница25 из 139
    1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   139

    На чем основан ферментативный катализ?


    Основу всех жизненных процессов составляют тысячи химических реакций, катализируемых ферментами. Значение ферментов точно и образно определил И.П.Павлов, назвав их "возбудителями жизни". Нарушения в работе ферментов ведут к возникновению тяжелых заболеваний – фенилкетонурия, гликогенозы,галактоземия, тирозинемия или существенному снижению качества жизни – дислипопротеинемии, гемофилия.

    Известно, что для осуществления химической реакции необходимо, чтобы реагирующие вещества имели суммарную энергию выше, чем величина, называемая энергетическим барьером реакции. Для характеристики величины энергетического барьера Аррениус ввел понятие энергии активации. Преодоление энергии активации в химической реакции достигается либо увеличением энергии взаимодействующих молекул, например нагреванием, облучением, повышением давления, либо снижением требуемых для реакции затрат энергии (т.е. энергии активации) при помощи катализаторов.

    величина энергии активации с ферментои и без него

    Величина энергии активации с ферментом и без него

    По своей функции ферменты являются биологическими катализаторами. Сущность действия ферментов, так же как неорганических катализаторов, заключается:

    Однако энергетически невозможные реакции ферменты катализировать не будут, они ускоряют только те реакции, которые могут идти в данных условиях.

    Сходство и отличия ферментов и неорганических катализаторов

    Сходство

    Отличия


    1. Катализируют только энергетически возможные реакции.
    2. Не изменяют направления реакции.
    3. Ускоряют наступление равновесия реакции, но не сдвигают его.
    4. Не расходуются в процессе реакции.

    1. Скорость ферментативной реакции намного выше.
    2. Высокая специфичность.
    3. Мягкие условия работы (внутриклеточные).
    4. Возможность регулирования скорости реакции.
    5. Скорость ферментативной реакции пропорциональна количеству фермента.

    Ферментативный катализ имеет свои особенности

    Этапы катализа


    В ферментативной реакции можно выделить следующие этапы:

    s04-02-jetapy-fermentativnogo-kataliza

    1. Присоединение субстрата (S) к ферменту (E) с образованием фермент-субстратного комплекса (E-S).

    2. Преобразование фермент-субстратного комплекса в один или несколько переходных комплексов (E-X) за одну или несколько стадий.

    3. Превращение переходного комплекса в комплекс фермент-продукт (E-P).

    4. Отделение конечных продуктов от фермента.

    Механизмы катализа


    Доноры

    Акцепторы

    -СООН
    -NH3+
    -SH

    -СОО-
    -NH2
    -S-

    1. Кислотно-основной катализ – в активном центре фермента находятся группы специфичных аминокислотных остатков, которые являются хорошими донорами или акцепторами протонов. Такие группы представляют собой мощные катализаторы многих органических реакций.

    2. Ковалентный катализ – ферменты реагируют со своими субстратами, образуя при помощи ковалентных связей очень нестабильные фермент-субстратные комплексы, из которых в ходе внутримолекулярных перестроек образуются продукты реакции.

    Типы ферментативных реакций


    1. Тип "пинг-понг" – фермент сначала взаимодействует с субстратом А, отбирая у него какие либо химические группы и превращая в соответствующий продукт. Затем к ферменту присоединяется субстрат В, получающий эти химические группы. Примером являются реакции переноса аминогрупп от аминокислот на кетокислоты - трансаминирование.

    механизм реакции пинг-понг
    Ферментативная реакция по типу "пинг-понг"

    2. Тип последовательных реакций – к ферменту последовательно присоединяются субстраты А и В, образуя "тройной комплекс", после чего осуществляется катализ. Продукты реакции также последовательно отщепляются от фермента.

    реакция по типу последовательных взаимодействий
    Ферментативная реакция по типу "последовательных реакций"

    3. Тип случайных взаимодействий – субстраты А и В присоединяются к ферменту в любом порядке, неупорядоченно, и после катализа так же отщепляются.

    механизм случайных взаимодействий
    Ферментативная реакция по типу "случайных взаимодействий"
    1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   139


    написать администратору сайта