Fermentlar metabolizmda asosiy rol o'ynaydi. Xushbo'y hid reaktsiyani tezlashtiradi, uyatchanlik shunchalik doimiy bo'ladi.

Toza energiya profili yopilish mexanizmi orqasida joylashgan nuqtada sodir bo'lishi kerak bo'lgan maxsus reaktsiya (12.I-rasm). A + bor -> R.

Mahsulot haqida R energiya tashqi nutq molekulalariga qanday yopishishini ko'rish Aі bor Men baquvvat bar'êru hajmini o'zgartiraman. Shubhasiz, faollashuv energiyasini o'zgartirish marosimi bo'lgan reaktsiyani tezlashtirish mumkin. & .E ZKG

Enzimatik reaktsiyaning umumiy sxemasi, ko'rinishidan, keksa odamlarning faol markazida yagona ferment-substrat kompleksini o'rnatishni va mahsulotning tashqi ko'rinishi bilan yangi muammolarni o'rnatishni o'z ichiga oladi.

Qadimgi nazariy modellarda fermentlarni quyish mexanizmi ferment-substrat kompleksining reaktsiya chizig'ini kamaytirishning boshqa usuli sifatida qabul qilinadi. Substratning fermentlarga mahkamlanishi natijasida muhitda reaktivlar konsentratsiyasining kamayishi tegirmonning o'lchamiga bog'liq. O'zi ferment-substrat kompleksidagi faol guruhlar o'rtasidagi ba'zi kimyoviy o'zaro ta'sirlarni belgilaydi, bu o'zaro muvaffaqiyatli bo'lishi mumkin. Substrat ishga tushirilganda sorbsiya energiyasining ko'pligi ko'rilganda ham u o'tkaziladi,

Kichik. 12.1.

issiqqa o'tmang. Sorbtsiya energiyasi qisman fermentning oq qismida saqlanishi mumkin, so'ngra amalga oshiriladigan ferment-substrat kontaktlari sohasidagi hujum qilingan bo'g'inga to'planishi mumkin.

Bunday darajadagi sorbsiya energiyasi ferment-substrat kompleksidagi past entropiyali energetik stressli konformatsiyaning ildiziga va reaktsiyani tezlashtirish jarayoniga o'tadi, deb taxmin qilinadi. Biroq, fermentning oqsil globulasiga olinishi mumkin bo'lgan bahor deformatsiyasining eksperimental sinovlari katalitik ta'sirlar (10 10 -3 s) bilan uch soat davomida issiqlikda tarqalmadi, ular muvaffaqiyatsizlikka uchramadi. Bundan tashqari, bu uchun zarur

fermentning markazida joylashgan substrat va faol guruhlarga bo'lingan bo'g'inning o'zaro ta'sirining katalizi fermentning, shu jumladan faol guruh, guruhning ichki molekulyar qulashi tufayli o'z-o'zidan hosil bo'ladi. Bunday yaqinlik har qanday energetik jihatdan yoqimsiz aloqalarni qabul qilishni talab qilmaydi. Bir qator fermentlarning (a-ximotripsin, lizozim, ribonukleaza, karboksineptidaza) faol markazlarida valentli bo'lmagan o'zaro ta'sirlarni tahlil qilish uchun bug'lar zanjiri. Shunday qilib, o'z tabiatiga ko'ra, ferment-substrat kompleksining konformatsiyasining stressi zarur energiya manbai va katalitik quvvat emas.

Boshqa modellarda, oq globulada issiqlik energiyasining energiyasini shishaning tashqi sharlaridan faol markazga ulanishga tarqalmaydigan o'tkazish mavjud bo'lganlarni taqlid qilish mumkin. Biroq, nema'ning ba'zi jiddiy dalillari mavjud, bundan tashqari, ferment "buzish" qobiliyatiga ega, shuning uchun struktura erkinlikning qo'shiq qadamlari orqasida termal kirishsiz muvofiqlikning kengaygan tebranishlarining izchil tabiatini e'tiborsiz qoldirgan.

Eksperimental dalillar maydonini oz sonli modellar bilan o'rab olish, ularga mos kelmaydigan modellar aniq tomoshabin bilan. muhim omil- shishaning o'z-o'zidan ichki molekulyar bo'shashmasligi.

Croc fermentativ kataliz tushunchasining konformatsion gevşemesi bo'yicha eng keng tarqalgan muammolardan oldinda. Mahsulotning boshida fermentning faol markazidagi elektron tegirmonning kob o'zgarishi natijasida kelib chiqqan ferment-substrat kompleksidagi oxirgi konformatsion o'zgarishlarning natijasini ko'rish mumkin. Qisqa soat davomida (10 | 2 - 10 13 soat) bir necha soat ichida elektron-kolival o'zaro ta'sirini ko'rish mumkin, shuning uchun ferment uchun ushbu funktsional guruhning substrati hal etilmaydi, lekin u globulani hal qilmaydi.

Natijada, tasdiqlangan mahsulotdagi yangi innovatsiyalar oldidan o'ziga xos yengillik bo'lgan konformatsion va ahamiyatsiz holat mavjud. Bo'shashish jarayoni jarayonning tabiatiga ko'ra o'zgaradi, shu jumladan mahsulotning konvertatsiya qilish bosqichlari va yangi molekulaning fermentga bo'shashishi kob bir xil darajada muhim bo'lgunga qadar. Konformatsion relaksatsiya koordinatasidan fermentativ reaksiyaning koordinatasi hosil bo'ladi. Harorat reagentlarning faol molekulalari soniga emas, balki bo'shashmaslikning muvofiqligiga qarab AOK qilinadi, lekin allaqachon hosil bo'lgan ferment-substrat kompleksi uchun oddiygina mumkin emas.

Ommaviy axborot vositalaridagi ajoyib yangiliklar kunlarida siz faol markazda, shuningdek, qisqa masofalarda juda ko'p elektron aloqalarni ko'rishingiz mumkin va ba'zi kutubxonalarda ko'proq konformatsion va dinamik o'zgarishlar mavjud.

Katalizning birinchi bosqichida fermentga oqsil globulasi dinamikasining stoxastik xarakteri va substratning faol markazga tarqalishi qat'iy qo'shiq konfiguratsiyasiga keltiriladi, shu jumladan fermentning funktsional guruhlari va kimyoviy bog'lanishlari. substrat. Masalan, reaksiya uchun peptid aloqasi gidrolizlangan taqdirda, faol markazning ikki guruhi - nukleofil va elektrofil bo'lgan substratga bir soatlik hujum talab qilinadi.

Butt 12.1. Shaklda. 12.2, bo'linish uchun substrat va cho'tkali chiroqlarga peptid aloqasi qo'shiladi. ser- 195, GIS-51. Ser-195 ning ortiqcha atomi karbonik birikma C 1 va gidroksil guruhi protoniga qarshi 2,8 A asosda joylashgan bo'lib, N atomi bilan suv aloqasini buzmaydi. GIS-51, Roztashovu kuni vídstaní 2,0 A guruhning azot atomi ustida, shuning uchun u bo'linadi. Bunday konfiguratsiya tasdiqlanganda, kimyoviy akt katalizga topshiriladi. Rasmiy ravishda, jarayon mintaqada kichik o'lchamdagi bir nechta molekulalarning bir soatlik soatiga asoslangan.

Yutuqli ovqatlanish: bir nechta guruhlarning konformatsion tebranishlarini rivojlanishi uchun yuqori darajada tuzilgan muhitda bunday reaksion konfiguratsiyaning o'z-o'zidan shakllanishi qanday sodir bo'ladi, o'zaro bog'liqlik qonunlariga qanday rioya qilish kerak?

Rozrakhunki ko'rsatish, shuning uchun ísnu tsílkom ínívíninítiníst bir soatlik iste'mol kílkoh guruhlari uchun "reaktsioner".

Kichik. 12.2.

deyakogo radiusi maydoni, de viyavlyayutsya qisqa masofalarga yaqinlashadi. Qo'shni bo'shliqda bittasini "aralashtiradigan" funktsional guruhlarning erkinligidagi qadamlar soni diffuziya omili sifatida eng muhim darajadir. Misol uchun, peptid aloqasi gidrolizlangan taqdirda, substratga tabletkalarni tayyorlashning faol markazining ikki guruhining do'stona tartibini eritish kerak. Teri guruhi erkinlikning uch bosqichiga ega va molekulaning substratga tebranishi bilan bir qator erkinlik bosqichlari mavjud. N - 6 - 7. Enzimatik jarayonlar uchun xosdir.

Ko'rinib turibdiki, yovuz onglarda omborning bunday faol konfiguratsiyasini o'rnatishning o'rta soati t ~

10 2 - 1SIs, bir soat ichida substrat to'yinganlarning cho'kindilarida fermentning aylanishini ko'rsating. Shunga o'xshash reaktsiya uchun eritma muhimroq diffuziya tezligini topish uchun bir soatdir. Yaltiroqning sababi shundaki, o'rab olingan hududda yuqori darajada tuzilgan o'rtaga yaqin joyda iste'mol qilgan holda, funktsional guruhlar bittasini biladi va qisqa vaqt ichida yaqinroq bo'ladi, kichik tomonlarga osilgan hidni kamaytiradi, bu esa ko'rinadi. o'sib borayotgan. Shu bilan birga, m qiymati - 10 ~ 2 - 1CHs ko'proq, guruhning bo'shashishining bir qismidan kamroq, ammo reaktsiyaga chidash uchun qattiq sterik aqllarning eng kam miqdori. Funktsional guruhlar sonining ko'payishi va ular o'rtasida zarur bo'lgan bir soatlik aloqalar to'liq markaz faol konfiguratsiya soatini oshirishdan oldin amalga oshirilishi kerak. Enzimatik katalizning boshlang'ich darajasi guruhlarning faol markazga o'z-o'zidan yaqinlashishi holatlarida kerakli muvofiqlik o'rnatilgan soatdan boshlanadi. Elektron aloqaning boshlanishi kattaroq miqyosda ko'rsatiladi va kataliz uchun juda tez bo'lmaydi.

Substratning qayta inkubatsiyasini faol markazda yotishiga imkon beruvchi fermentlarning bir qator o'ziga xos xususiyatlari mavjud. Qoida tariqasida, faol markazning mikro-o'rtasi aminokislotalarning ortiqcha miqdori bilan ko'proq hidrofobik, kamroq navkolishn' suv o'rtasi. Dielektrik doimiy faol markazning qiymatini pasaytirish narxi (masalan

Elektr maydonining faol markazida peptid aloqalarining dipollarining Visoka mahalliy kontsentratsiyasi, kuchlanish santimetrga bir mingdan yuz ming voltgacha yaqin. Bunday darajadagi qutbli guruh faol markazdagi kulon o'zaro ta'sirlariga quyilgan ichki globulyar elektr maydonini tashkil qiladi.

Kvant kimyosi usullarini ochish uchun faol konfiguratsiyadagi elektron o'tish mexanizmlari qo'llaniladi. Elektron orbitalning buralishi elektron quvvatning ortiqcha yuklanishiga, orbitalda qo'shimcha zaryad paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin, u ishga tushiriladi, substratdagi ulanish bilan hujum qilinadi va zaiflashadi.

Tetraedral kompleksdagi peptid zvenosining gidrolizlanish jarayonining o'zi (bo'lim. 12.2-rasm). Ofoj-cep-195 dan elektron quvvatni ishga tushirilgan orbitalga peptid aloqasiga o'tkazish C 1 elektronlari bilan statik bo'lmagan elektronlar juftligi 0 [95 5 rejimi o'rtasidagi ulanishga yuboriladi. peptid aloqasining atomi. Ko'p bo'lmagan dilen bilan aminokislotalarning azot bug'lari peptid bilan iste'mol qilinadi.

Kichik. 12.3.

bo'ysunuvchi belgini o'z ichiga olgan havola N = C ", natijada zaiflashadi.

0,95 dan elektron quvvat olish uchun bir soat Men dam olaman va havola N-O^. Ale tode H fermenti va N amino guruhining o'zaro ta'sirida va protonning 0 "[ch5" ga o'tishi bilan protonatsiyada yotadi. GIS-57. Menda o'z qurilmam bor, narx Oj9 5 ning peptid guruhi bilan o'zaro ta'siri tufayli oshiriladi va hokazo.

Bunday darajadagi tetraedik kompleks o'ziga xos holatga ega, chunki bir vaqtning o'zida bir nechta monomolekulyar reaktsiyalar sodir bo'ladi, biri birgalikda tezlashadi. Sinxron almashtirilgan zaryad va proton myzh ser- 195, GIS-57, peptid aloqasi jarayonning yuqori samaradorligini ta'minlaydi. Katalitik harakat yagona kooperativ tizimda uchta biomolekulyar reaktsiyani yaratishdan iborat bo'lib, ular kichik o'lchamdagi peptid aloqasi - asosning chiqishiga olib keladi. Tizim tabiiy konformatsiyani ko'rsatadi va natijada fermentni faolsizlantiradi va atomni protonlaydi. 0} 95 .

Ko'p funksiyali yopiq tizimni va faol konfiguratsiyaning atom guruhlarini o'rnatish printsipi ularning ferment-substrat komplekslari bilan belgilanadi (12.3-rasm).

fermentativ kataliz yagona ko'p funktsiyali tizimiga sinxron kooperativ o'tkazish g'amxo'rlik, substrat qayta o'zgartirish, roschina past-mobilite bir yomon bosqichli tabiati bor.

Oxirgi kunning samarasiz faollashuv bosqichlarini muvofiqlashtirilgan jarayon bilan almashtirish barcha reaktsiyalarning faollashuv energiyasini kamaytirish uchun rasmiy ravishda amalga oshiriladi. Ajablanarlisi yana, lekin, qat'iy aftidan, enzimatik jarayonlarda "faollashuv energiyasini" tushunishda jismoniy o'zgarish diapazondagi reaktsiyalar uchun bir xil emas, balki faol molekulalarning faol chiqishi mexanizmiga rioya qilish uchun ko'rinadi.

Enzimatik kataliz mexanizmlari mahsulot uchun substratning kimyoviy reaktsiyasida fermentning faol markazining funktsional guruhlari rolini boshlaydi. Enzimatik katalizning 2 ta asosiy mexanizmi mavjud: kislota-asosli kataliz va kovalent kataliz.

1. Kislota-asosli kataliz

Kislota-asosli kataliz tushunchasi fermentativ faollikni kislotali guruhlar (proton donorlari) va/yoki asosiy guruhlar (proton qabul qiluvchilar)ning kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etishi bilan izohlaydi. Kislota-asosli kataliz tez-tez sodir bo'ladigan hodisadir. Faol markazning omboriga kiradigan aminokislotalarning ortiqchalari, ham kislotalar, ham asoslarning kuchini ko'rsatadigan funktsional guruhlar bo'lishi mumkin.

Kislota-asosli katalizda ishtirok etadigan aminokislotalardan oldin Cis, Tyr, Sir, Liz, Glu, Asp va Gisni oldindan olib kelish kerak. Protonlangan shakldagi aminokislotalarning radikallari kislota (protonga donor), deprotonlangan shaklda - asos (protonning qabul qiluvchisi). Fermentning faol markazidagi funktsional guruhlarning kuchining direktorlari noyob biologik katalizatorlarga aylanadi; Substrat molekulalari tomonidan ferment faol markazining nukleofil (manfiy zaryadlangan) yoki elektrofil (musbat zaryadlangan) guruhlari bo'yicha substratlarning kovalent bog'lanish shaklidagi substrat va ferment faol markazining substrati va koenzimi tomonidan kovalent katalizatori. guruh

Tripsin, ximotripsin va trombin kabi bir qator serin proteazalar, agar kovalent bog'lanish substrat sifatida qabul qilingan bo'lsa va fermentning faol markazida aminokislotalar juda ko'p serin bo'lsa, kovalent kataliz mexanizmining ustuni hisoblanadi.

25. Kosmosning to'ldirilishi va o'zaro bog'langan molekulalar kimyosi uchun. Ligand binoning kirib borishi va faol markazning muvofiqligi bilan keng band bo'lganligi uchun aybdor. Tsei zbig tushunarsiz bo'lishi mumkin, garchi konformatsion labillikni o'rnatish, kichik o'zgarishlarga qadar binoning faol markazi va ligandning o'sishi. Bundan tashqari, funktsional guruhlar o'rtasida faol markazni tashkil etuvchi ligand va aminokislota radikallari bog'lanish uchun javobgardir, shuning uchun ligand faol markazga kamayadi. Ligand va hujayraning faol markazi orasidagi bog'lamlar kovalent bo'lmagan (ionli, suvli, hidrofobik) yoki kovalent bo'lishi mumkin.

Fermentlar juda o'ziga xos bo'lib, 1890 p. visunuti gipotezalari, ular uchun fermentning faol markazi substrat, tobto bilan to'ldiruvchidir. vidpovídaê yom yak "qulflash uchun kalit". Faol markaz ("qulf") bilan substrat ("kalit") bilan birgalikda yozish mahsulot uchun substratga kimyo qo'shiladi. Uning ko'zdan chiqarilgan yakning faol markazi barqaror, tuzilishi qat'iy belgilangan.

Substrat, fermentning faol markazi bilan birgalikda, uning konformatsiyasini o'zgartirishga moyil bo'lib, u substratga kimyoviy modifikatsiyalar uchun qulay bo'lgan ferment-substrat kompleksini hosil qilish uchun hosil bo'ladi. Butun molekula bilan substrat o'zining konformatsiyasini o'zgartiradi, shuning uchun fermentativ reaktsiyaning yuqori samaradorligi saqlanib qoladi. Yil davomida "qo'zg'atilgan shubha gipotezasi" eksperimental dalillarni e'tiborsiz qoldirdi.

26. Bitta kimyoviy reaksiyani katalizlovchi, lekin kutubxonaning birlamchi tuzilishidan kelib chiqqan fermentlar deyiladi. izofermentlar, yoki izofermentlar. Hidlar aynan bir xil mexanizmga ega bo'lgan reaktsiyaning aynan shu turini katalizlaydi, ammo bu faqat bir turdagi kinetik parametrlar, faollashuv aqli, apoferment va koenzimning o'ziga xos xususiyatlari. Izofermentlarning tabiati ko'p qirrali, lekin ko'pincha u izofermentlarni kodlaydigan genlar tuzilmalarining xususiyatlari bilan to'lib-toshgan. Otzhe, izofermentlar oqsil molekulasining birlamchi tuzilishi uchun ishlab chiqilgan, aftidan, jismoniy ahmoq hokimiyat... ning ofislarida fizik va kimyoviy organlar Izofermentlarni belgilash usullari ishlab chiqilgan. Izofermentlarning tuzilishi uchun oligomerik belgilardan foydalanish muhimdir. Ferment laktat dehidrogenaza(LDH) oksidlangan laktatning (sut kislotasi) piruvatga (pirovik kislota) teskari reaktsiyasini katalizlaydi.

2 turdagi 4 ta kichik birlikda saqlang: M va N. LDH 1 va LDH 2 yurak mushaklari va hujayralarida, LDH4 va LDH5 - skelet mushaklari va hujayralarida eng faoldir. To'qimalarning elakda, fermentning formulasi. LDH izoformlari elektroforetik bo'lib, yiqilib, matoni LDH izoformlariga o'rnatishga imkon beradi.

Kreatin kinaz (CC) kreatin fosfat reaktsiyasini katalizlaydi:

CK molekulasi ikki turdagi bo'linmalarda saqlanishi mumkin bo'lgan dimerdir: M va V. Z cich subunitlari 3 ta izoenzim - BP, MB, MM o'rnatiladi. BP izoenzimi miyada, MM - skelet go'shtida va MB - yurak mushaklarida muhim ahamiyatga ega. Izoform KK elektroforetik yorilishdan o'sishi mumkin. Ma perevischuvati normasida CC faolligi 90 MO / l ni tashkil qiladi. Plazmadagi QC faolligining qiymati miyokard infarktida (MV-izoformning rivojlanishi) juda diagnostik hisoblanadi. Bir qator MM izoformlari jarohatlar va skelet mushaklari muammolari bilan harakatlanishi mumkin. BP izoformasi gematoensefalik barga kira olmaydi, shuning uchun qon tomirlari paytida uni qonda qo'llash amalda mumkin emas va diagnostika qiymati mumkin emas.

27. ENZİMATIK KATALIZ (biokataliz), tezlashtirilgan biohim. Bilkovy makromolekulyarlarning ishtiroki uchun r-tsy, deyiladi fermentlar(Enzimami). F.k.- razvid kataliz.

Rivnyannya Mikhaelisa-Menten: - Asosan ravnyannya fermentativ kinetika, substrat va ferment kontsentratsiyasi nuqtai nazaridan, bir ferment tomonidan katalizlanadi suyuqlik reaktsiyalar, mavjudligini tasvirlab. Nayprostisha kinetik sxema bo'lib, u uchun Mayklning nasl-nasabi adolatli:

Rivnyannya maê viglyad:

,

De: - qimmat bo'lgan reaksiyaning maksimal tezligi; - reaksiya tezligi maksimalning yarmiga aylanganda substrat kontsentratsiyasi uchun mos bo'lgan Michaelis konstantasi; - Substratning kontsentratsiyasi.

Mikhaelis doimiysi: shvidkost_ konstantalarining Sp_inputatsiyasi

shuningdek, doimiy ( m gacha).

28. "Ingibuvannya fermentativ faolligi- qo'shiq nutqlari mavjudligida katalitik faollikning pasayishi - íngíbítorív. Ingibitoriv nutq holatiga o'tishdan oldin, bu ferment faolligining pasayishi. Zvorotny Ingíbitori U ferment bilan kuchsiz kovalent bo'lmagan aloqalar orqali bog'langan va ongni kuylash uchun fermentdan xalos bo'lish oson. Zvorotny Ingíbítori Buvayut raqobatbardosh va raqobatdosh bo'lmagan. Raqobatbardosh ingibuvannya oldin Enzimatik reaksiya samaradorligini pasaytirish, fermentga reaktsiya, fermentning faol markazi va ferment-substrat kompleksining o'zgarishi bilan bog'liq. Ushbu turdagi tortishish sezgir, chunki ingibitor substratning tarkibiy analogi bo'lib, fermentning faol markazida mikroskopik uchun substrat va inhibitor bilan molekulalarning raqobati natijasida. Raqobatsiz Men ham fermentativ reaktsiyaning ingibuvannyasini chaqiraman, bunda ingibitor kasallikdagi ferment bilan faol markaz shaklida o'zaro ta'sir qiladi. Substratga raqobatbardosh bo'lmagan íngíbítory ê tizimli analoglari. Muzokaralar olib bo'lmaydigan Ingibuvannya molekula va inhibitor va ferment o'rtasida kovalent barqaror aloqalarni o'rnatishga yordam berish. Eng tez-tez uchraydigan modifikatsiya fermentning faol markaziga beriladi.Natijada ferment o'zining katalitik vazifasini bajara olmaydi. Tuproq bo'lmagan ingibitorlardan oldin ular muhim metallarni, masalan, simob (Hg 2+), o'rtacha (Ag +) va mish'yakuni (As 3+) olib yuradilar. Tanish, qo'shiq guruhini va fermentlarning faol markazini qanday blokirovka qilish - xos v. Diizopropil florofosfat (DPP). Yod asetat, p-xloromerkuribenzoat sistein bilklaridan ortiq bo'lgan SH-guruhlari bilan reaktsiyaga osongina kiradi. gacha Tsíngíbítori nonspesifik. Da raqobatbardosh Ingibuvanny Ingibitor faqat ferment-substrat kompleksi bilan bog'langan, ammo tabiiy ferment bilan emas.

Qiymat K I= [E]. [I] /, yaka ê fermentning ingibitor bilan kompleksiga ajralish doimiysi, men uni ingibuvannya konstantasi deb atayman.

Chorak ammoniy asoslari atsetilxolinesteraza bilan reaksiyaga kirishadi, bu atsetilxolin gidrolizining xolin va oktat kislotaga reaktsiyasini katalizlaydi.

Yak ingíbítori fermentlar tibbiy amaliyotda raqobat mexanizmi orqasida, antimetabolitlar. Tsikloplar tabiiy substratlarning tarkibiy analoglari bo'lib, bir tomondan fermentlar bilan raqobatbardosh, ikkinchi tomondan esa ular psevdosubstratlar kabi fermentlar tomonidan shafqatsiz bo'lishi mumkin. Yuqumli kasalliklarni davolash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan sulfanilamid preparatlari (para-aminobenzoy kislotasining analoglari).

Likarskiy preparatini qo'llash, buning uchun uni uchuvchan bo'lmagan ingibuvanny fermentlar uchun ishlatish kerak - dori aspirin.

Prostaglandinlarning araxidon kislotasi bilan reaktsiyasini katalizlovchi sikloksigenaza fermentini qabul qilish.

29. Fermentativ reaksiyalar tezligini tartibga solish 3 ta mustaqil jarda samarali bo'ladi:

1.Zmeynyu soni fermentga molekulalar;

1. substrat va koenzim uchun molekulalarning mavjudligi;
2. molekulaning katalitik faolligining fermentga o'zgarishi bilan.

1. Hujayralardagi ferment molekulalarining soni 2 jarayondan boshlanadi - oqsil molekulasining fermentga sintezi va parchalanishi.

2. Oziq moddalarning substratga ko'proq kontsentratsiyasi, metabolizm yo'lining tezligi. Metabolik yo'lning ortiqcha yuklanishini cheklamaydigan asosiy parametr - bu qayta tiklangan koenzimlar... Eng muhimi shundaki, metabolik yo'llarning ishlashidagi o'zgarish ma'lum bir metabolik yo'lda asosiy fermentlardan birining katalitik faolligini tartibga solish oralig'ida bo'ladi. Bu metabolizmni tartibga solishning juda samarali va tezkor usuli. Fermentlar faoliyatini tartibga solishning asosiy usullari: alosterik regulyatsiya; qo'shimcha blok-blok shovqinlarini tartibga solish; fosforlangan / defosforilangan molekulalarning fermentga regulyatsiyasi; qisman (intermeshing) proteoliz orqali tartibga solish

Enzimatik likvidligi bo'yicha in'ektsiyadan oldin haroratni sozlash

Har qanday kimyoviy reaktsiya uchun haroratni quyishdan oldin bo'lgan reaktsiyalar. Haroratni sozlash tufayli molekulalarning qulashi tezlashadi, bu esa birgalikda so'zlar sonining ko'payishiga olib keladi, bu reaksiyaga kirishadi. Bundan tashqari, harorat molekulalarning energiyasini oshirishi, reaksiyaga kirishishi yoki reaktsiyaning tezlashishiga olib kelishi mumkin. Shu bilan birga, fermentlar tomonidan katalizlanadigan kimyoviy reaksiya tezligi yuqori harorat optimumiga ega bo'lib, u fermentativ faollikning pasayishiga aylanadi.

Inson fermentlarining aksariyati 37-38 ° S da optimal hisoblanadi.

Fermentlarning faolligi fermentativ reaksiyaga qarama-qarshi bo'lgan pH diapazoni bilan belgilanadi. Teri fermenti pH qiymatiga ega bo'lishidan oldin, faollik maksimal bo'ladi. Enzimatik faollikni kamaytirish uchun pH ni pasaytiring.

Berilgan oqsilning aminokislotalar ortiqcha funktsional guruhlarini ionlash bilan bog'liq bo'lgan fermentlarning pH faolligini in'ektsiya qilish, bu fermentning faol markazining optimal konformatsiyasini ta'minlaydi. Optimal qiymatlarning pH o'zgarishi bilan oqsil molekulasining funktsional guruhlarining ionlanishining o'zgarishi kuzatiladi. Inson tanasidagi fermentlar soni qancha ko'p bo'lsa, pH optimal, neytralga yaqin, fiziologik pH qiymatlariga moslashtirilishi mumkin.

30... Alosterik fermentlar fermentlar deb ataladi, ularning faolligi substratga bir qator molekulalar tomonidan tartibga solinadi va boshqacha qilib aytganda, fermentlar deb ataladi. effektorlar... Alosterik tartibga solishda ishtirok etuvchi efektorlar - klinik metabolizm ko'pincha u erdagi hidni tartibga solish bilan bir xil bo'ladi.

Alosterik fermentlar metabolizmda muhim rol o'ynaydi, ba'zi hidlar ichki hujayradagi eng kichik o'zgarishlarga ham ko'proq javob beradi. Bunday vaziyatlarda katta ahamiyatga ega bo'lishi mumkin: anabolik jarayonlar paytida, katabolik jarayonlarda, anabolik va katabolik yo'llarni muvofiqlashtirish uchun. ATP va ADP alosterik effektlar bo'lib, ular antagonistikdir; muvofiqlashtirish uchun parallel ravishda o'zaro bog'langan metabolik yo'llar mavjud (masalan, nuklein kislotalarni sintez qilish uchun ishlatiladigan purin va pirimidin nukleotidlarining sintezi).

Fermentning faolligini kamaytirish (ingibuvannya) ta'siri deyiladi salbiy ingibitorga nisbatan effektor. Fermentlarning faolligini faollashtirish ta'siri deyiladi ijobiy effektor yoki aktivator. Alosterik effektlar ko'pincha metabolik kasalliklar bilan bog'liq.

Budovning xususiyatlari va alosterik fermentlarning funktsiyasi: dekal protomerlaridan saqlanishi mumkin bo'lgan oligomer veksellarning narxini o'zgartirish yoki boshqa domen nomidan foydalanishingiz mumkin; hid aosterik markaz bo'lishi mumkin, katalitik faol markazdan keng masofada joylashgan; Efektorlar alosterik (tartibga solish) markazlarda fermentga kovalent bo'lmagan holda yopishadi; Men bir yuz ellik ligandning o'ziga xosligini bilaman: u mutlaqo va guruh bo'lishi mumkin. alosterik markaz bo'lgan protomere tartibga soluvchi protomerdir. allosterik fermentlar hamkorlik kuchiga olib kelishi mumkin; Alosterik fermentlar bu metabolik yo'lning asosiy reaktsiyalarini katalizlaydi.

Sut mahsuloti fermentning aosterik ingibitori sifatida ishlatilishi mumkin, lekin ko'pincha bu metabolik yo'lning kob bosqichini katalizlaydi:

Markaziy metabolik yo'llarda bular metabolizm yo'lidagi asosiy fermentlarning faollashtiruvchilari bo'lishi mumkin.

Biologik kimyo Lelevich Volodimir Valeryanovich

Enzimatik katalizning molekulyar mexanizmlari

Enzimatik kataliz mexanizmlari mahsulot uchun substratning kimyoviy reaktsiyasida fermentning faol markazining funktsional guruhlari rolini boshlaydi.

Enzimatik katalizning ikkita asosiy mexanizmi mavjud:

1.kislota-asosli kataliz

2. kovalent kataliz.

Kislota-asosli kataliz

Kislota-asosli kataliz tushunchasi fermentativ faollikni kislotali guruhlar (proton donorlari) va/yoki asosiy guruhlar (proton qabul qiluvchilar)ning kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etishi bilan izohlaydi. Kislota-asosli kataliz tez-tez sodir bo'ladigan hodisadir. Faol markazning omboriga kiradigan aminokislotalarning ortiqchalari, ham kislotalar, ham asoslarning kuchini ko'rsatadigan funktsional guruhlar bo'lishi mumkin.

Kislota-asosli katalizda ishtirok etadigan aminokislotalardan oldin Cis, Tyr, Sir, Liz, Glu, Asp va Gisni oldindan olib kelish kerak. Protonlangan shakldagi aminokislotalarning radikallari kislota (protonga donor), deprotonlangan shaklda - asos (protonning qabul qiluvchisi). Fermentning faol markazidagi funktsional guruhlarning kuchining direktorlari noyob biologik katalizatorlarga aylanadi;

Kovalent kataliz

Substrat molekulalari tomonidan ferment faol markazining nukleofil (salbiy zaryadlangan) yoki elektrofil (ijobiy zaryadlangan) guruhlarida substratlarning kovalent katalizatori substrat va bitta ferment uchun funktsional guruhning koenzimi o'rtasidagi kovalent bog'lanish shakli bilan.

Tripsin, ximotripsin va trombin kabi bir qator serin proteazalar, agar kovalent bog'lanish substrat sifatida qabul qilingan bo'lsa va fermentning faol markazida aminokislotalar juda ko'p serin bo'lsa, kovalent kataliz mexanizmining ustuni hisoblanadi. Sarimsoqlarning "serin proteazasi" atamasi shundan iboratki, serinning ortiqcha aminokislotalari barcha fermentlarning faol markazining omboriga kiradi va katalizda medianasiz taqdirni hal qiladi. Ximotripsinning dumba ustidagi kovalent kataliz mexanizmi aniq ko'rinadi, shuningdek, ikki ichakda o'tning haddan tashqari ko'payishi bilan peptid bog'lanishlarining gidrolizlanishi. Peptidlar chitripsin uchun substrat bo'lib xizmat qiladi, ular hosil bo'lgan ferment-substrat kompleksining hidrofobik kuchlarida rol o'ynaydigan aromatik va tsiklik hidrofobik radikallar (Fen, Tyr, Tri) bilan aminokislotalarni o'ch oladi.