Механизм действия ферментов

Лекция 8. Методы определения активности ферментов

СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ

ОБРАТИМОСТЬ ДЕЙСТВИ

Е в зависимости от условий могут катализировать как прямую, так и обратную реакции.

Пример: ЛДГ катализирует реакции превращения ПВК (пируват) в молочную кислоту (лактат) и обратную.

Это свойство характерно не для всех ферментов

Е - высокоспецифичны, т.е. катализируют одну или несколько близких по типу реакций. Специфичность основана на комплементарности Е и S, т.е. соответствии структуры активного центра Е и субстрата.

Виды специфичности:

v относительная (групповая) специфичность – способность фермента катализировать превращение группы субстратов с одинаковым типом связи.

Пример: Протеиназыгидролизируют все соединения, содержащие пептидные связи.

Гликозидазы расщепляют гликозидные связи в полисахаридах.

Групповая относительная специфичность характерна для Е,участвующих в пищеварении.

v абсолютная специфичность –способность фермента катализировать превращение только одного S определенной структуры.

Пример: Уреаза расщепляет только мочевину.

Одним из видов абсолютной специфичности является стереоспецифичность – способность ферментов катализировать превращение только одного стереоизомера (цис- или транс-; L или Д)

Пример: Е, участвующие в превращениях АК, действуют лишь на L- изомеры.

1. Механизм действия ферментов.

2. Кинетика ферментативных реакций.

3. Методы исследования активности ферментов.

4. Единицы измерения ферментативной активности.

5. Распределение ферментов в организме;

Ферменты ускоряют строго определенные химические реакции, которые в отсутствии Е протекают очень медленно. Е не расходуются в процессе реакции и к концу реакции остаются химически неизменными. Реакции, катализируемые ферментами, называются ферментативными реакциями.

Скорость любой химической реакции зависит от числа соударений активных молекул реагирующих веществ в единицу времени. Каждая молекула имеет запас энергии и взаимодействие между молекулами произойдет, если запаса энергии достаточно для преодоления сил отталкивания между ними. Силы отталкивания взаимодействующих молекул называются энергетический барьер реакции. При недостаточном запасе энергии молекулы можно активизировать, т.е. сообщить им дополнительную энергию- т.н. энергию активации.

Энергия активации – это количество энергии необходимое для того, чтобы все молекулы 1 моля вещества при определенной температуре перешли в активную форму.

Активировать молекулы можно нагреванием (ускоряется тепловое движение молекул) или добавлением катализатора.

Е, выполняющие роль катализаторов, позволяют молекулам преодолеть энергетический барьер реакции на более низком энергетическом уровне, т.е. Е снижают энергию активации.

Согласно теории Михаэлиса–Ментен ферментативная реакция состоит из 3 стадий:

1. Образование фермент-субстратного комплексаE+S=ES

этап сближения и ориентации субстрата относительно активного центра фермента; образование фермент-субстратного комплекса (ES) в результате индуцированного соответствия(происходит подгонка активного центра E и S), эта стадия протекает быстро, энергия активации изменяется мало.

2. Преобразование фермент-субстратного комплекса ЕS→ES₁→ES₂ с образованием комплекса ЕР

Образуется 1 или несколько активных комплексов. Происходит деформация субстрата, в молекуле субстрата разрываются одни связи и образуются новые связи (кислотно-основной или ковалентный катализ), образуется нестабильный комплекс фермент-продукт (ЕР). Эта стадия продолжительна, энергия активации измеряется резко.

3. Образование продуктов реакции: EР→E+P

распад комплекса (ЕР) с высвобождением продуктов реакции из активного центра фермента и освобождением фермента. Е может снова вступить в реакцию.

2. Кинетика ферментативных реакций–

раздел ферментологии, изучающий влияние различных факторов (концентрации Е и S, t⁰, активаторов и ингибиторов) на скорость ферментативных реакций.

Дата добавления: 2013-12-13