Взаимодействие токсикантов с белками

Основными функциями белков являются: транспортная, структурная, энзиматическая. Токсический эффект может развиваться при нарушении каждой из этих функций. Особое значение имеет ингибиторное действие токсикантов на энзимы.

Угнетение активности энзимов происходит различными путями, зависящими от строения токсиканта. Возможны:

· денатурация (изменение конформации) белковой части фермента;

· блокада активных центров ферментов;

· конкуренция с коэнзимом (его связывание, истощение запасов);

· взаимодействие с аллостерическим центром;

· взаимодействие с субстратом;

· связывание активаторов ферментативной активности.

К числу веществ, денатурирующих белки, относятся крепкие щелочи, кислоты, окислители, ионы тяжелых металлов. В основе денатурации лежит нарушение внутрибелковых связей, стабилизирующих вторичную, третичную, четвертичную структуру апофермента. Наиболее часто токсиканты взаимодействуют с СООН-, NН-, ОН-, SН-группами белков. Многочисленные токсиканты, взаимодействующие с SН-группами, называются тиоловыми ядами (мышьяк, ртуть, люизит).

Целый ряд высокотоксичных соединений, структурно напоминая субстрат, способны взаимодействовать с активными «центрами» энзимов, угнетая их активность. К таким веществам относятся ингибиторы холинэстеразы (ФОС, карбаматы и т. д.), ингибиторы аконитазы (метаболиты Фтор-, хлоруксусной кислоты). Многие токсиканты, взаимодействуя с простетической группой энзимов, блокируют их активность. Таким способом, например, сулфиды и цианиды ингибируют цитохромоксидазу, ряд других энзимов, простетической группой которых являются железосодержащие порфириновые структуры.

Примерами токсикантов, взаимодействующих с субстратами с образованием продуктов, ингибирующих активность энзимов, являются гидразин (взаимодействие с пиридоксалем, образование пиридоксальгидразонов, ингибиторов пиридоксалькиназы), мышьяковистая кислота (взаимодействует с фосфоглицероальдегидом — продукт ингибирует гликолиз).

Известно, что целый ряд ферментов «работает» лишь в присутствии активаторов. К числу последних часто относятся ионы металлов: Мg, Мn,Co, Zn,Cu, Са и т. д. Удаление указанных ионов из среды сопровождается

существенным снижением активности ферментов. Представителями веществ, реализующих токсическое действие по этому механизму, являются хелатирующие агенты. Наиболее токсичные представители — производные гидроксиизохинолина и дитиокарбаматы. Дитиокарбаматы связывают ион Cu, активизирующий важнейший энзим метаболизма спиртов — альдегид дегидрогеназу. Некоторые производные дитиокарбаматов, образующие комплексы с Мn, Со, используются в качестве фунгицидов.

Поскольку подавляющее большинство процессов, протекающих в организме, имеет ферментативную природу, угнетение активности ферментов — наиболее частая причина развития интоксикаций, имеющих самые разнообразные проявления.

Дата добавления: 2014-12-27