Остальные АК поддерживают пространственную конфигурацию активного центра фермента и обеспечивают его реакционную способность.

Контактный (субстрат-связывающий ) участок — это место в активном центре фермента, где происходит связывание субстрата с его активным центром. Контактный участок обеспечивает специфическое сродство субстрата к ферменту.

Каталитический участок — место, где проходит сама каталитическая реакция.

Аллостерический центр — участок в молекуле фермента, пространственно удаленный от активного центра. К аллостерическому центру могут присоединяться различные вещества, которые отличаются по структуре от молекул субстрата. Эти вещества называются аллостерические эффекторы. Они могут влиять на конформацию активного центра фермента, изменяя её, т.е. могут или повышать скорость реакции, или тормозить её.

18.  Небелковая часть холофермента. Коферменты нуклеотидного типа, строение, участие в катализе.

Холофермент состоит из белковой части (апофермент) и небелковой (кофермент). Кофермент-это органические вещ-ва не АК природы, участвующие в катализе в составе ферментов. К коФ-ам нуклеотидного типа строения относятся:

1. Никотинамидные коФ : НАД и НАДФ,НАД+2Н-НАДН+Н. Входят в состав ряда дегидрогеназ — катализаторов ключевых окислительно-восстановительных реакций энергетического и пластического обмена. Молекула НАД представляет собой динуклеотид, построенный из аденинрибонуклеотида и никотинамидрибонуклеотида (последний отвечает за проявление каталитической активности НАД), связанных фосфоангидридным мостиком, а НАДФ имеет третий остаток фосфорной кислоты в положении 2' рибозы аденилового нуклеотида. Способность НАД и НАДФ переносить электроны и протоны от окисляемого субстрата к другому акцептору обеспечивает выполнение этими К. важной биологической функции в процессе клеточного дыхания. В организме НАД и НАДФ синтезируются из никотиновой кислоты (ниацина, или витамина РР) или никотинамида, поэтому недостаточность ниацина ведет к нарушению биосинтеза никотинамидных коферментов.

2. Флавиновые КоФ. Флавиновые нуклеотиды (флавинмононуклеотид, ФМН, ; флавинадениндинуклеотид, ФАД, ), являются коферментами так называемых флавопротеинов — ферментов, широко распространенных в живых клетках, принимающих участие в обмене основных классов органических соединений и играющих важную роль в процессе биологического окисления. К флавиновым коферментам относится рибофлавин (витамин В2), недостаточность которого приводит к нарушению нормального функционирования флавинзависимых ферментов

3. КоФ Ацилирования. Кофермент А (КоА, восстановленная форма KoASH; синоним коэнзим А) — соединение аденозин-3',5'-фосфорной кислоты и b-меркаптоэтиламида пантотеновой кислоты, образующее с остатками органических кислот (R) тиоэфиры типа R—СО—SKoA. Играет роль кофермента в переносе и активировании кислотных остатков в реакциях ацилирования, конденсации, оксидоредукции или гидратации органических кислот. КоА участвует в клеточном дыхании, биосинтезе и окислении жирных кислот, синтезе стероидов. Для нормального синтеза КоА необходимо адекватное поступление в организм пантотеновой кислоты, входящей в состав КоА.

НАДФ:

          

ФАД:

АсСоА:

19.  Небелковая часть холофермента. Коферменты, производные витаминов, участие в катализе. Металлоферменты и металлы, как активаторы ферментов.

Коферменты, производные витаминов.

Кофермент В12 (КоВ12, витамин В12) — a-(5,6-диметилбензимидазолил)-кобаламинцианид является коферментом ферментов, участвующих в переносе одноуглеродных фрагментах, обмене метионина и других соединений. Недостаток в рационе витамина В12, вызывающий в организме дефицит кофермента В12, клинически проявляется мегалобластной гиперхромной анемией, ее так называемой нутритивной (алиментарной) В12-дефицитной формой. Эндогенная недостаточность витамина В12 вследствие нарушения всасывания этого витамина в кишечнике также приводит к дефициту кофермента В12, клинически проявляющемуся одной из форм мегалобластной гиперхромной анемии — пернициозной (В12-дефицитной) анемией, или анемией Аддисона — Бирмера.
Пиридоксальфосфат и его производные являются простетическими группами ряда ферментов, участвующих в обмене аминокислот (реакциях трансаминирования, декарбоксилирования и др.), а также фермента гликогенфосфорилазы. При недостаточном поступлении в организм пиридоксальфосфата — производного витамина В6 — нарушаются функции пиридоксальзависимых ферментов.
Дифосфотиамин является коферментом кетолаз и транскетолаз — ферментов, участвующих в декарбоксилировании a-кетокислот и расщеплении углеродной цепи фосфорилированных сахаров, и представляет собой производное витамина В1 (тиамина).

Металлоферменты или металлоэнзимы — общее собирательное название класса ферментов , для функционирования которых необходимо присутствие катион ов тех или иных металл ов. Катион металла при этом обеспечивает правильную пространственную конфигурацию активного центра металлофермента, субстрата и 3 и 4ой структур белка.

Zn2+: Карбоангидраза, АДГ, Карбоксипептидаза.

Zn2+, Cu2+ – СОД.

Cu2+ – Металлорудуктазы, Дофамингидроксилаза.

Cu2+, гем как простетич. гр. с Fe2+ – Цитохром С оксидаза.

Mg2+ – Пируваткиназа (ион К+ стабилиз. конф, т.е. трет. стр-ру).

Mn2+. S/T фосфатазы (серин-треониновые), Митохондриальные пептидазы, Малик-фермент.

Se-сод. ферм.: Глутатионпероксидаза, Дейодиназа.

Также есть металлы-активаторы: Mn2+ → гуанилатциклаза; Ca2+, Mg2+ → Ach-эстераза.

20.  Классификация и номенклатура ферментов.

1898г.-Эмиль Дюкло – фермент носит название по названию субстрата,который он преобразует,с добавлением окончания –аза.Пример:уреаза(расщепление мочевины),амилаза(расщеплание крахмала).1961г.-номенклатура и классификация:все ферменты разделяются на 6 классов(по типу катализируемых ферментами реакций),каждый класс разделен на подклассы и так далее по тому же принципу,т.е.по типу реакций.таким образом каждый фермент имеет свой шифр(Пример:1.1.3.4.(класс,подкласс,подподкласс,порядковый номер ферменты)-глкокиназа.Ферменту присваивается рациональное(систематическое название)-название субстрата и катализируемых им реакций(названия логичны, но слишком длинные) и рабочие(тривиальные)названия(1.1.3.4.-глюкокиназа).

В основе лежит тип катализируемой реакции. В каждом классе множество подклассов, в зависимости от химич группы субстрата, донора и акцептора преобразуемых группировок и наличия доп молекул. Каждый из 6 классов имет свой порядковый номер.
Классы ферментов:

1. Оксидоредуктазы- участвуют в ОВР с 2 субстратами, переносят е или атом водорода с одного субстрата на другой. Подклассы: дегидрогеназ (отщипл водорода с использов акцептора электронов-> НАД+, ФАД, ФМН, НАДФ+); оксидазы (акцептор кислород), оксигеназы (гидроксилазы)- перенос атома кислорода от молекулы кислорода на др вещ-во).
2. Трансферазы- перенос функц групп от одного в-ва к другому. Аминотрансферазы, метилтрансферазы, гликозилтрансферазы, фосфотрансферазы (киназы).
3. Гидролазы- гидролиз. Фосфолипазы, пептидазы, рибонуклеазы- гидролиз вещ-в определенных; эстеразы, фосфатазы- гидролиз определ. хим связи.
4. Лиазы- отщипл гидролитич путем группировку ( SH2, NH2, CO2, H2 O), либо присоедин. по двойной связи (чаще воду).
5. Изомеразы- катализ различных внутримолек превращений, делятся по типу изомеризации (ОВР, альдозы в кетозы, когда изомеризация состоит во внутримолек переносе группы- мутаза)
6. Синтетазы- катализ образование ковал связи между вещ-ми; если используется энергия АТФ- синтетазы или лигазы, если не АТФ источник, то- синтазы.

Номенклатура ферментов.
1. Тривиальная номенклатура. Пример: пепсин, трипсин.
2. Рабочая номенклатура:
название S + тип превращения + окончание «аза».
пример: лактатдегидрогеназа.
3. Систематическая номенклатура.
Название всех субстратов участвующих в реакции + название класса ферментов. L-лактат: НАД – оксидоредуктаза.
4. Каждый фермент имеет четырехзначный шифр
1.1.1.27 ЛДГ (обозначается класс, подкласс, подподкласс, порядковый номер фермента, соответственно).

 

21.  Механизмы ферментативного катализа. Энергия активации. Образование фермент-субстратного комплекса.

Катализ-ускорение химической реакции,вызванное добавлением малых,нестехиометрических количеств определенного вещества – катализатора.После завершения реакции катализатор обнаруживается в смеси в том же количестве, в каком был добавлен.Катализатор ускоряет реакцию не просто своим присутствием,а взаимодействуя с веществом,подвергающимся превращению.Суть каталитических реакций не столько в том,что скорость их велика(она может быть небольшой),сколько в том, что они заключают в себе циклический процесс,в котором один из реагентов(катализатор)претерпевает попеременные превращения из одной формы в другую,затем снова в первую и т.д.,перерабатывая в каждом цикле по одной молекуле исходного вещества в продукт(пример: SO2+NO2=SO3+NO,NO+1/2O2=NO2и снова NO2 вступает во взаимодействие с SO2 окисляя его.Таким образом NO2-катализатор,окисляет SO2,превращаясь в NO,сам окисляется O2,становясь NO2 и снова может окислять SO2).Подвиды катализа:а) кислотно-основный катализ: многие группы в активном центре фермента могут действовать как кислоты,так и основания. Дает ускорение от 10 до 100 раз (на 1-2 порядка).б)электрофильно-нуклеофильный катализ: электрофильная группа-акцептор электр. связи (ионы металлов), нуклеофильная группа-донор электр.пары(имидазольная группа гистидина,ОН группа сирина,SH группа цистеина).в)ковалентный катализ:нуклеофильная группа вступает в реакции замещения-образование ковалентных промежуточных соединений.Ускоряет реакцию от 100 до 1000 раз(2-3 порядка).

Энергия активации реакций.Скорость реакции определяется ее энергией активации,т.е. той энергией,которую нужно сообщить молекулам, чтобы началось химическое превращение.Чем больше энергия активации,тем меньше скорость реакции.Энергия активации зависит от природы реагирующих молекул,от их внутреннего строения.Источником энергии активации обычно служит тепловое движение молекул(поэтому при повышении температуры скорость реакции увеличивается).Энергия активации быстро протекающих катализируемых реакций ниже,чем энергия активации соответствующих некатализируемых реакций.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: