Активаторы и ингибиторы ферментов. Виды ингибирования.
Каталитическая функция ферментов определяется также присутствием в среде активаторов и ингибиторов: первые повышают скорость реакции, вторые —тормозят.
Активаторами ферментов могут быть вещества самой разнообразной природы: НСL - активирует действие пепсина, желчные кислоты — панкреатической липазы. Особенно часто в качестве активаторов выступают ионы двухвалентных металлов, реже одновалентных. Например для К+, N+ - АТФазы, обеспечивающее транспорт одновалентных катионов через клеточную мембрану необходимы ионы магния, калия, натрия. Многие ферменты вообще неактивны в отсутствии металлов (при удалении цинка карбоангидраза практически лишена ферментативной активности). Роль металлов в активирующем действии ферментов.
• в ряде случаев выполняют функции простетических груш ферментов;
• могут способствовать образованию фермент-сустратного комплекса;
• могут выступать в роли аллостерического эффектора
Ингибиторы по типу ингибирования делят на 2 группы:
обратимого действия - когда комплекс фермент-ингибитор непрочен и быстро диссоциирует, активность фермента при этом восстанавливается (после диализа или Сильного разведения раствора)
2; необратимого действия - в основе стойкие изменения ил модификации функциональных групп фермента
По механизму действия ингибиторы ферментов делятся на следующие основные группы: 1) конкурентные 2) неконкурентные : 3) бесконкурентные; 4) субстратные; 5) аллостерические.
|
|
|
Конкурентным ингибированием (рис 13) называется торможение ферментативной реакции, вызванной связыванием с активным центром фермента ингибитора, сходного по структуре с субстратом и препятствующего образованию фермент-субстратного комплекса. При конкурентном торможении ингибитор и субстрат, будучи сходными по строению, конкурируют за активный центр фермента. С активным центром связывается то соединение, молекул которого больше. С ферментом связан либо ингибитор, субстрат. Ингибирование наступает вследствие того, что субстратоподобный ингибитор связывает часть молекул фермента, которые уже не способны образовывать фермент-субстратный комплекс. Снять торможение можно избытком субстрата, вытесняющего ингибитор из активных центов ферментных молекул, тем та самым возвращая им способность к катализу.
Конкурентными ингибиторами могут быть метаболиты, накопление которых регулирует активность ферментов, и чужеродные вещества.
Явление конкурентного ингибирования ферментов имеет практическое применение:
• конкурентное ингибирование лежит в основе механизма действия ряда групп фармакологических препарат» (антихолинэстеразные средства: прозерин, физостигмин; средства-антиметаболиты: фторурацил, меркаптопурин)
|
|
|
• ингибиторы холинэстеразы необратимого действия (фосфорорганические соединения) используются в качеств инсектицидов. (дихлофос, хлорофос) и как боевые отравляющие вещества (зарин, зоман);
• открывает перспективы создания новых лекарственных средств (возможность поиска антиметаболитов, обладающих свойствами конкурентных ингибиторов).
Неконкурентным ингибированием ферментов называется торможение, связанное с влиянием ингибитора на каталитическое превращение, но не на связывание фермента и субстрат. Неконкурентный ингибитор или связывается непосредственно каталитическими группами активного центра фермента. или. связываясь с ферментом вне активного центра. изменяет конформацию активного центра, мешая взаимодействию с субстраты. Поскольку неконкурентный ингибитор не влияет на связывание субстрата, то комплекс фермент-ингибитор способен присоединить субстрат, но дальнейшего превращения субстрата не про- исходит, так как каталитические группы заблокированы, Снять действие неконкурентного ингибитора избытком субстрата (ка» действие конкурентного) нельзя, а можно лишь веществами, связывающими ингибитор. Эти вещества называют реактиваторами.
|
|
|
Неконкурентными ингибиторами геминового фермента цитохромоксидазы являются цианиды, которые прочно соединяются с трёхвалентным железом. Блокада этого фермента выключает дыхательную цепь, и клетка погибает. К неконкурентным ингибиторам ферментов относятся ионы тяжёлых металлов и их органические кис соединения (ионы тяжёлых металлов ртути, свинца, кадмия, мышьяка). Они блокируют, например, SH - группы, входящие в каталитический участок фермента и являются очень токсичными.
Неконкурентные ингибиторы применяются:
• как фармакологические средства (ртутные диуретики; препараты висмута для лечения си препараты сурьмы для лечения лейшманиоза);
• как инсектициды, фунгициды в сельском хозяйстве;
• как боевые отравляющие вещества (синильная кислота, цианиды);
Бесконкурентным ингибированием называется торможение торможением иферментативной реакции, вызванное присоединением ингибитора, только к комплексу фермент- субстрат. Бесконкурентный ингибитор не соединяется с ферментом в отсутствие субстрата. Более того, ингибитор облегчает присоединение субстрата, а затем, связываясь сам, ингибирует фермент.
|
|
|
Субстратным ингибированием называется торможение ферментативной реакции, вызванное избытком субстрата. Такое ингибирование происходит вследствие образования ферментного комплекса, не способного подвергаться каталитическим превращениям. Субстратное торможение снимается при снижении концентрации субстрата.
Аллостерическое ингибирование характерно только для особой группы ферментов, имеющих аллостерические центры. Механизм действия аллостерических ингибиторов заключается в изменении конформации активного центра фермента. Аллостерическими эффекторами ферментов наиболее часто выступают различные метаболиты, а также гормоны, ионы металлов, коферменты. В редких случаях роль аллостерического эффектора выполняют молекулы субстрата.
Явление аллостерического ингибирования лежит в основе аллостерической регуляции ферментов, когда конечный продукт метаболического процесса выступает в роли ингибитора первого фермента цепи; такая регуляция является регуляцией по типу обратной связи и позволяет контролировать выход конечного продукта накопления которого прекращается работа первого фермента цепи.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 608; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!