Ингибирование ферментов

Низкомолекулярные вещества, способные тормозить ферментативные реакции, называются ингибиторами ферментов. Ингибирование бывает обратимым и необратимым.

Ингибирование называют обратимым, если при определенных условиях ингибитор может быть отделен от фермента.

Конкурентное обратимое ингибирование.

В этом случае ингибитор, по своей структуре близок к субстрату. Он соединяется с активным центром фермента, но не может прореагировать с ним. Ингибитор преграждает субстрату доступ к активному центру. Эта форма ингибирования называется конкурентной, т.к. ингибитор и субстрат конкурируют за место на активном центре фермента. Оно обратимо, потому что при увеличении концентрации субстрата скорость реакции возрастает.

Неконкурентное обратимое ингибирование.

Ингибиторы этого рода не родственны по своей структуре субстрату данного фермента. В

Рис. Проявления неконкурентного ингибирования. А – Нормальная реакция. В – неконкурентное ингибирование

образовании комплекса с ингибитором участвует в этом случае не активный центр фермента, а какая-нибудь другая часть его молекулы. Образование комплекса влечет за собой изменение глобулярной структуры фермента, и, хотя настоящий субстрат при этом к ферменту все же присоединяется, катализ тем не менее оказывается невозможным. Например, цианиды связываются с ионами металлов, выполняющими у некоторых ферментов роль простетической группы, и подавляет активность этих ферментов. С повышением концентрации ингибитора скорость ферментативной реакции снижается и сводится к нулю.

Необратимое ингибирование

Некоторые ферменты полностью ингибируются малыми концентрациями ионов тяжелых металлов (ртути, серебра, мышьяка) или иодуксусной кислотой. Эти вещества необратимо соединяются с сульфгидрильными группами белка и вызывают осаждение фермента.

Рис. Необратимое ингибирование фермента иодуксусной кислотой

Аллостерические ферменты

Аллостерическими называют ферменты, активность которых регулируется не их субстратами, а другими веществами, присоединяющимися к ферментам, особых участках, удаленных от их активного центра. Эти вещества (аллостерические эффекторы) влияют на активность фермента, вызывая обратимые изменения в структуре его активного центра. В зависимости от характера влияния, которое они оказывают, увеличивая или уменьшая сродство фермента к субстрату, эффекторы подразделяются на аллостерические активаторы и аллостерические ингибиторы. Примером аллостерического фермента может служить фосфофруктокиназа, катализирующая фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-бифосфата. Эта реакция протекает во время гликолиза. АТФ, если его концентрация высока, аллостерически ингибирует фосфофруктокиназу, если низка – активирует.

Рис. Возможный механизм аллостерического воздействия АТФ на фосфофруктокиназу.

В качестве аллостерического ингибитора может выступать и конечный продукт ферментативной реакции. При этом снижается сродство данного фермента к его субстрату и, соответственно, уменьшается или приостанавливается образование самого конечного продукта. Это явление – ингибирование конечным продуктом – представляет собой пример механизма, регулирующего метаболическую активность по принципу отрицательной обратной связи.

Дата добавления: 2014-01-20