Основы ферментативной кинетики

Механизм действия алкогольдегидрогеназы

Алкогольдегидрогеназа — цинксодержащий металлофермент, катализирующий окисление спиртов до альдегидов или кетонов:

В качестве кофермента алкогольдегидрогеназа, как и другие дегидро-геназы, использует НАД⁺. Молекула фермента, выделенного из печени лошади, представляет собой гомодимер с молекулярной массой 40 kDa. Каждая цепь имеет один сайт связывания НАД⁺ и два сайта связывания Zn. Внутри гидрофобного кармана в месте соединения каталитического и связывающего НАД⁺ находится ион Zn. Координационное число цинка равно четырем (рис. 6.2).

Окисление спиртов обусловлено формированием тройного продуктивного комплекса, причем первой стадией реакции является связывание кофермента НАД⁺.

При образовании фермент-субстратного комплекса происходит замещение ионизированным спиртом связанной с цинком молекулы воды (рис. 6.3).

В результате ферментативной реакции протон от субстрата переносится на кофермент и образуется ацетальдегид. В данной реакции лимитирующей стадией является диссоциация комплекса фермент — НАДН.

Ферментативная кинетика изучает скорости реакций, катализируемые конкретными ферментами.

Иными словами, ферментативная кинетика — это наука, изучающая закономерности влияния природы реагирующих веществ и сопутствующих факторов на скорости ферментативных реакций.

Строение веществ, вовлеченных в химические реакции, определяет скорость каталитического процесса. Например, гидролиз пептидной связи под действием протеиназ происходит с различной скоростью, зависящей от строения конкретной белковой макромолекулы, вовлеченной в реакцию.

Ферментативные реакции частично подчиняются закону действующих масс, следовательно, их скорости зависят от концентрации фермента, субстрата и температуры. Скорость реакции связана с реакционной способностью функциональных группировок активного центра фермента, т. е. она зависит от рН реакционной среды. На скорость ферментативной реакции влияет также концентрация коферментов, активаторов и ингибиторов той или иной ферментативной реакции.

Изучение ферментативной кинетики имеет важное общебиологическое значение, так как оно позволяет более полно судить о механизме действия фермента. В практическом плане кинетические характеристики, в частности, могут расширить представления о механизмах действия тех или иных лекарственных веществ на ферментные системы.

Дата добавления: 2014-01-07