1. Концентрация субстрата при фиксированном количестве фермента. График, иллюстрирующий это влияние, определяется уравнением Ми¬хаэлиса-Ментен и имеет гиперболическую форму (рис. 3.2). Вначале ак¬тивность фермента прямо пропорциональна концентрации субстрата (кинетика первого порядка). Затем, по мере увеличения [S], график ис¬кривляется и выходит на плато, а скорость достигает максимальной и больше не изменяется (кинетика нулевого порядка). Это означает, что все связывающие участки фермента заняты (насыщены) субстратом и скорость можно увеличить только добавлением фермента.
2. Концентрация фермента при относительном избытке и постоянной концентрации субстрата прямо пропорционально влияет на начальную скорость реакции, а график представляет собой прямую линию (рис. 3.3,я).
3. Температура. Скорость всех реакций, включая ферментативные, при повышении температуры на каждые 10 °С увеличивается в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа). Однако при нагревании выше 40 °С многие ферменты подвергаются тепловой денатурации и теряют активность. Для большинства энзимов человеческого организма температурный оп¬тимум составляет 36-40 °С (рис. 3.3,6).
Рис. 3.3. Графики зависимости активности ферментов
а - от концентрации энзима; б - от температуры; в - от рН среды
4. Значение рН среды. Оптимум рН (рис. 3.3,в) зависит от условий нор¬мального функционирования энзимов: для большинства цитоплазмати-ческих ферментов его значение составляет 7,4, для лизосомальных -около 5,0; для желудочных - 1,5-2,0 и т.д. При сдвигах рН изменяется третичная структура фермента и конформапия его активного центра из-за исчезновения старых и появления новых межионных связей, в ре¬зультате чего может нарушиться энзим-субстратное взаимодействие.
5. Действие активаторов и ингибиторов.
АКТИВАТОРЫ ускоряют ферментативную реакцию за счет:
• стабилизации молекулы энзима (ионы Na+, K+ и др.);
• превращения неактивного профермента в фермент при отщеплении пептида, экранирующего активный центр (пепсиноген —> активный пепсин),
• объединения неактивных субъединиц фермента в активную четвертич¬ную структуру,
• аллостерического действия низкомолекулярных веществ, ускоряющих превращение субстрата.
ИНГИБИТОРЫ, напротив, угнетают ферменты. Их действие может быть неспецифическим (денатурация белка) и специфическим, затраги¬вающим только определенные группы ферментов. Кроме того, угнетение
ферментной активности может быть необратимым и обратимым, а по¬следнее, в свою очередь, конкурентным и неконкурентным.
• Необратимое ингибирование объясняется прочным ковалентным свя¬зыванием ингибитора с активным центром фермента (фосфорорганиче-ские вещества и ацетилхолинэстераза); для преодоления последствий организм должен синтезировать новые молекулы энзима.
• Конкурентные ингибиторы имеют структурное сходство с субстратом и "конкурируют" с ним за место в активном центре фермента, вытесняя субстрат из участка связывания и замедляя реакцию (пример - сульфа¬ниламиды для фермента, синтезирующего фолиевую кислоту у бакте¬рий). В этом случае повышается Км энзима при сохранении Fmax, по¬скольку сам фермент не изменяется. Увеличение концентрации нор¬мального субстрата препятствует действию ингибитора, и активность фермента возрастает.
• Неконкурентные ингибиторы — обычно низкомолекулярные вещества (метаболиты, лекарства и т.д.), которые не похожи на субстрат и связы¬ваются с ферментом в регуляторных, или аллостерических, центрах (лат. "allos" - другой). При этом связывание основного субстрата с ак¬тивным центром ферментом не нарушается, но замедляется его превра¬щение в продукт реакции (т.е. снижена Fmax при сохраненной Км).
Продукт ферментативной реакции может сам выступать в роли алло-стерического ингибитора одного из ферментов метаболической цепи, при¬водящей к образованию данного продукта. Такое воздействие по принципу отрицательной обратной связи (ретроингибирование, рис. 3.4) является примером физиологической регуляции обмена веществ.
Рис. 3.4. Ингибирование по принципу отрицательной обратной связи
21. 22. Зависимость скорости ферментативной реакции от
Страница: 1
Сообщений 1 страница 1 из 1
Поделиться12011-01-17 23:14:35
Страница: 1