Кофакторы

Более 25% всех ферментов для проявления каталитической

Активности нуждается в ионах металлов.

1. Ионы металлов выполняют функцию стабилизаторов молекулы субстрата, активного центра фермента и конформации белковой молекулы фермента, а именно, третичной и четвертичной структур.

Например, для большинства киназ в качестве одного из субстратов выступает не АТФ, а комплекс АТФ с магнием.

Магний не взаимодействует с ферментом, а участвует в стабилизации молекулы АТФ и нейтрализации отрицательного заряда субстрата, что облегчает его

присоединение к активному центру фермента.

В качестве примера можно привести расположение субстратов в активном центре гексокиназы. Гексокиназа катализирует перенос фосфатного остатка молекулы АТФ на глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата.

Ион Mg²⁺ ослабляет фосфоэфирную связь и облегчает перенос фосфата на глюкозу

2. В некоторых случаях ионы металла служат «мостиком» между ферментом и субстратом.

Они выполняют функцию стабилизаторов активного центра, облегчая присоединение к нему субстрата и протекание химической реакции. Это магний, марганец, цинк, кобальт, молибден. В отсутствие металла ферменты активностью не обладают.

Такие ферменты получили название «металлоэнзимы». Например, пируваткиназа

фосфоэнолпируват + АДФ пируват + АТФ

3. Ионы металлов обеспечивают сохранение вторичной, третичной и четвертичной структуры молекулы фермента. Такие ферменты в отсутствие ионов металлов способны к химическому катализу, однако они нестабильны.

Их активность снижается и даже полностью исчезает при небольших изменениях рН и температуры. Таким образом, ионы металлов выполняют функцию стабилизаторов оптимальной конформации белковой молекулы.

Например, для стабилизации четвертичной структуры алкогольдегидрогеназы, катализирующей реакцию окисления этанола, необходимы ионы цинка.

Удаление ионов цинка приводит к потере активности фермента.

Не менее важную роль отводят ионам металлов в осуществлении ферментативного катализа.

Эту функцию выполняют цинк, железо, марганец, медь.

Например, карбоангидраза, катализирующая образование угольной кислоты, содержит ионы цинка, который участвует в образовании Н⁺ и ОН^-.

Эти ионы присоединяются к СО₂ с образованием Н₂СО₃

СО₂ + Н₂О Н₂СО₃

Дата добавления: 2014-01-06