Различают два главных вида специфичности ферментов: СУБСТРАТНУЮ СПЕЦИФИЧНОСТЬ и СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ.
СУБСТРАТНАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ.
Это способность фермента катализировать превращения только одного определенного субстрата или же группы сходных по строению субстратов. Определяется структурой адсорбционного участка активного центра фермента.
Различают 3 типа субстратной специфичности:
1) АБСОЛЮТНАЯ субстратная специфичность - это способность фермента катализировать превращение только одного, строго определенного субстрата.
2) ОТНОСИТЕЛЬНАЯ субстратная специфичность - способность фермента катализировать превращения нескольких, сходных по строению, субстратов.
3) СТЕРЕОСПЕЦИФИЧНОСТЬ - способность фермента катализировать превращения определенных стереоизомеров.
4) Относительная групповая специфичность-фермент специфически действует на вещества , имеющие определенный тип химической связи; такие ферменты проявляют широкий спектр действия
5)Абсолютная групповая специфичность — фермент действует на субстраты, имеющие общую функциональную группу.( алкоголь- дегидрогеназа катализирует превращение не только этанола , но и ряд других алифатических спиртов)
Например, фермент оксидаза L-аминокислот способен окислять все аминокислоты, но относящиеся только к L-ряду. Таким образом, этот фермент обладает относительной субстратной специфичностью и стереоспецифичностью одновременно.
|
|
|
СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ.
Специфичность действия - это способность фермента катализировать только определенный тип химической реакции.
В соответствии со специфичностью действия все ферменты делятся на 6 классов. Классы ферментов обозначаются латинскими цифрами. Название каждого класса ферментов соответствует этой цифре.
Принцип количественного определения активности фермента. Единица активности.
Определение активности фермента.
Ввиду того, что ферменты в тканях присутствуют в ничтожно малых концентрациях, мерой активности ферментов служит скорость исчезновения субстрата или нарастание конечного продукта реакции в единицу времени.
Длявыражения концентрации фермента Комиссией по ферментам Международного биохимического союза предложена стандартная единица (Е). За международную единицу активности фермента принимается количество фермента, способное превратить один микромоль ( мкМоль) субстрата за 1 минуту в стандартных условиях ( при с=25 С, оптимуме рН и концентрации субстрата, превышающей концентрацию насыщения), выражается мкмоль/мин.
Удельная активность фермента- количество ( в мг), способное превратить 1 мкмоль субстрата за 1 мин в стандартных условиях, выражается в МКМОЛЬ/ МИН*МГ(БЕЛКА).
|
|
|
В соответствии с единицами измерения, принятыми в системе СИ , введена также единица каталитической активности ферментов КАТАЛ — количество фермента, способное осуществить превращение 1 моль субстрата в 1 с в стандартных условиях моль/с.
( может так же применяться иммуноферментный анализ)
Применение ферментов в медицине. Основные принципы Энзимодиагностики. Применение ферментов в качестве лекарственных средств.
Наибольший вклад современная медицинская энзимология вносит в области:
- энзимопатологии
- энзимодиагностики
- энзимотерапии
энзимодиагностика.
Ферментам принадлежит большая роль в диагностике заболеваний. Особое значение имеет узучение ферментного состава кроки и других биологических жидкостей. Понижение или повышение активности фермента в крови , а так же появление в крови ферментов, отсутствующих в ней в норме, служат объективными диагностическими критериями патологических изменений.
Достоинства:
- высокая специфичность
- возможность проявления отклонений на ранних , нередко на доклинических стадиях заболевания
Определение активности фермента в биологических жидкостях в настоящее время является обязательным компонентом диагностики:
|
|
|
- инфаркта миокарда ( креатинкиназа, лактатдегидрогеназа и их изоформы)
- заболеваний поджелудочной железы( амилаза сыворотки крови и мочи)
- патологии печени
- врожденных гемолитических анемий
- патологий мозга (изоферменты креатинкиназы)
Энзимотерапия
разработаны лекарственные формы ферментных препаратов . Широко распространена заместительная терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта (фестал,панкреатин, мезим-форте)
протеазы (трипсин, химотрипсин) широко применяются в лечении:
- воспалительных заболеваний
- раневого процесса
- ожогов
- обструктивных состояний дыхательной системы
Ингибиторы протеаз (контрикал, трасилол, ингитрил) занимают важное место в лечении деструктивных форм панкреатита, при чрезмерной активности системы фибринолиза; ингибиторы ангиотензинконвертирующего фермента — в терапии артериальных гипертензий
Так же применяются иммобилизованные ферменты ( нерастворимые ферменты) :
- использование тампонов, бинтов с иммобилизованными на них протеазами — для ускорения заживания ран и ожогов и предотвращения гнойных образований.
- Создание протезов кровеносных сосудов и сердечных клапанов из тромборезистентного материала на основе полимеров с иммобилизованными ферментами
|
|
|
Билет 4
Вопрос 1.Сам термин "иммобилизованные ферменты узаконен в 1971 году, и означает любое ограничение свободы передвижения белковых молекул в пространстве.
Преимущества иммобилизованных ферментов перед нативными предшественниками:
1. Гетерогенный катализатор легко отделим от реакционной среды, что дает возможность остановить реакцию в любой момент, использовать фермент повторно, а также получать чистый от фермента продукт.
2. Ферментативный процесс с использованием иммобилизованных ферментов можно проводить непрерывно, регулируя скорость катализируемой реакции и выход продукта.
3. Модификация фермента целенаправленно изменяет его свойства, такие как специфичность (особенно в отношении макромолекулярного субстрата), зависимость каталитической активности от рН, ионного состава и других параметров среды, стабильность к денатурирующим воздействиям.
4. Можно регулировать каталитическую активность иммобилизованных ферментов путем изменения свойств носителя действием физических факторов, таких как свет и звук. Иммобилизовать ферменты можно как путем связывания на нерастворимых носителях, так и путем внутримолекулярной или межмолекулярной сшивки белковых молекул низкомолекулярными бифункциональными соединениями, а также путем присоединения к растворимому полимеру.
Для проведения потенциометрического анализа обычно собирают гальванический элемент, на одном из электродов которого протекает электрохимическая реакция с участием определяемого иона или иона, который реагирует с определяемым. При схематическом изображении разных гальванических элементов или электродов используют условную запись, которая достаточно полно отображает состав и характерные особенности элемента.
Полярография органических соединений.Можно определять:1. вещества, имеющие полярографично активные группы 2. вещества, которые могут адсорбироваться на поверхности электрода.
Особенность полярографии органических соединений – существует зависимость потенциала полуволны от природы и рН раствора, так как ионы Н+ принимают участие в электрохимической реакции
Второй особенностью является достаточно низкая растворимость органических веществ в воде, поэтому часто добавляют органические растворители: спирты, ацетон, ацетатна кислота, диметилформамид и т.д.
Вопрос 2.Свойства ферментов
1. Влияние на скорость химической реакции: ферменты увеличивают скорость химической реакции, но сами при этом не расходуются. 2. Специфичность действия ферментов. Специфичность действия фермента – это способность ускорять протекание одной определенной реакции, не влияя на скорость остальных, даже очень похожих.
Различают:Абсолютную – когда Ф катализирует только одну определенную реакцию (аргиназа – расщепление аргинина)
Относительную (групповую спец) – Ф катализирует определенный класс реакций (напр. гидролитическое расщепление) или реакции при участии определенного класса веществределенной реакции, не влияя на скорость остальных, даже очень похожих. Активность ферментов – способность в разной степени ускорять скорость реакции. Активность выражают в:
1) Международных единицах активности – (МЕ) количество фермента, катализирующего превращение 1 мкМ субстрата за 1 мин.
2) Каталах (кат) – количество катализатора (фермента), способное превращать 1 моль субстрата за 1 с.
3) Удельной активности – число единиц активности (любых из вышеперечисленных) в исследуемом образце к общей массе белка в этом образце.
4) Реже используют молярную активность – количество молекул субстрата превращенных одной молекулой фермента за минуту.
Активность зависит в первую очередь от температуры. Наибольшую активность тот или иной фермент проявляет при оптимальной температуре. Для Ф живого организма это значение находится в пределах +37,0 - +39,0 °С, в зависимости от вида животного. При понижении температуры, замедляется броуновское движение, уменьшается скорость диффузии и, следовательно, замедляется процесс образования комплекса между ферментом и компонентами реакции (субстратами). В случае повышения температуры выше +40 - +50 °С молекула фермента, которая является белком, подвергается процессу денатурации. При этом скорость химической реакции заметно падает
Активность ферментов зависит также от рН среды. Для большинства из них существует определенное оптимальное значение рН, при котором их активность максимальна. Поскольку в клетке содержатся сотни ферментов и для каждого из них существуют свои пределы опт рН, то изменение рН это один из важных факторов регуляции ферментативной активности. Так, в результате одной химреакции при участии определенного фермента рН опт которого лежит в перделах 7.0 – 7.2 образуется продукт, который является кислотой. При этом значение рН смещается в область 5,5 – 6.0. Активность фермента резко снижается, скорость образования продукта замедляется, но при этом активизируется другой фермент, для которого эти значения рН оптимальны и продукт первой реакции подвергается дальнейшему химическому превращению. (Еще пример про пепсин и трипсин).
Вопрос 3.ИЗОФЕРМЕНТЫ (изоэнзимы, изозимы), ферменты, катализирующие идентичные р-ции, но отличающиеся друг от друга строением и каталитич. св-вами. К Изоферментам относят только те формы ферментов, появление к-рых связано с генетически детерминир. различиями в первичной структуре пептидной цепи. Более широкое понятие - множественные формы ферментов - включает как И., так и те формы ферментов, к-рые обладают св-вами Изоферментов, но образуются в результате посттрансляц. модификаций. О важной роли И. в тонкой регуляции метаболич. процессов свидетельствует также изменение их спектра под влиянием разл. воздействий и физиол. состояний (охлаждение, гипоксия, денервация и др.). Для исследования спектра И. используют ионообменную хроматографию, гель-фильтрацию, электрофорез и изоэлектрофокусирование, а также иммунохим. методы с использованием антител. В фармацевтической промышленности, фарманализе и медицине ферменты часто применяют в качестве аналитических реагентов. Для ферментативного анализахарактерны безвредность и высокая специфичность. Например, для определения глюкозы в биологических жидкостях и тканях используется глюкозоокси-даза.
Билет 5.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 1588; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!