Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність....
TRANSCRIPT
![Page 1: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/1.jpg)
ФЕРМЕНТЫФЕРМЕНТЫ
Кинетика ферментативных Кинетика ферментативных реакций.реакций.
Регуляция активности Регуляция активности ферментов.ферментов.
![Page 2: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/2.jpg)
Кинетика ферментативных Кинетика ферментативных реакцийреакций
Влияние концентрации фермента на скорость ферментативной реакции
![Page 3: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/3.jpg)
Влияние концентрации субстрата на скорость
ферментативной реакцииУравне�ние
Михаэ́�лиса—Ме�нтен
Константа Михаэ́лиса (Кm) - равна той концентрации субстрата [S] при которой скорость реакции достигает половины Vmax
![Page 4: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/4.jpg)
График Лайнуивера-Бэ́рка
уравнение Лайнуивера–Бэ́рка
График Иди-Хофсти
![Page 5: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/5.jpg)
Кинетика ферментативных Кинетика ферментативных реакцийреакций
Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры
Зависимость скорости ферментативной реакции от рН среды
![Page 6: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/6.jpg)
Регуляция активности ферментовРегуляция активности ферментов
Активаторы – вещества, которые увеличивают скорость ферментативной реакции.
1.Субстраты и коферменты,2.Ионы металлов,3.Частичный протеолиз. Некоторые ферменты синтезируются первоначально неактивными и лишь после секреции из клетки переходят в активную форму. Неактивный предшественник называется проферментом. Активация профермента включает модификацию первичной структуры с одновременным изменением конформации,
1.Модификация молекулы фермента, путем фосфорилирования,2.Аллостерические активаторы.
Активация Ингибирование
Na+, K+,Mg2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+, Mn2+
Пепсиноген Пепсин
![Page 7: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/7.jpg)
Ингибиторы (I) – вещества, которые замедляют скорость ферментативной реакции.
ИнгибированиеИнгибирование
Виды ингибирования:1.Обратимое ингибирование,2.Необратимое ингибирование.
1.Конкурентное,2.Неконкурентное,3.Бесконкурентное,4.Субстратное,5.Аллостерическое.
По механизму выделяют основные типы ингибирования :
![Page 8: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/8.jpg)
Конкурентное ингибированиеКонкурентное ингибирование
- Ингибитор по химической структуре похож на субстрат:
- Ингибитор конкурирует с субстратом за связывание с активным центром фермента,
[I] > [S] E + I EI[S] > [I] E + S ES E + P
Сукцинатдегидрогеназа
![Page 9: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/9.jpg)
Сульфаниламиды – э́то структурные аналоги парааминобензойной кислоты, из которой в клетке микроорганизма синтезируется кофермент, участвующий в синтезе нуклеиновых кислот. Нарушение синтеза нуклеиновых кислот приводит к гибели микроорганизмов.
Антиметаболиты – структурные аналоги метаболитов, которые могут конкурировать с ними за фермент.
Конкурентный ингибитор ацетилхолинэ́стеразы Прозерин– ингибирует активность ацетилхолинэ́стеразы, вызывает накопление ацетилхолина.Миастения, параличи, атония кишечника и др.
![Page 10: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/10.jpg)
Неконкурентное ингибированиеНеконкурентное ингибирование
• Ингибитор не имеет структурного сходства с субстратом,
• Фермент - ингибиторный комплекс присоединяет субстрат, но каталитического превращение субстрата не происходит.
Примеры неконкурентных ингибиторов – фосфорорганические соединения, цианиды,
ионы тяжелых металлов.
В медицине применяют: • Необратимые конкурентные ингибиторы ацетилхолинестеразы – Фосфакол, армин, пирофос,• Препараты Hg, Bi, As – неконкурентные ингибиторы ферментов болезнетворных бактерий,
![Page 11: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/11.jpg)
Бесконкурентное ингибированиеБесконкурентное ингибирование
Ингибитор взаимодействует с ферментом в составе фермент-субстратного комплекса и препятствует его распаду.
При отравлении тяжелыми металлами применяют реактиваторы вещества, которые связывают ингибиторы - цистеин, унитиол, лимонная кислота и др.
![Page 12: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/12.jpg)
Аллостерическое ингибированиеАллостерическое ингибирование
Ингибитор взаимодействует с аллостерическим центром фермента, изменяет конформацию фермента, что мешает работе активного центра фермента. Примеры: кофакторы, гормоны, ионы металлов, иногда субстраты.
Взаимодействие аллостерического фермента с субстратом и э́ффекторами
субстрат ингибитор
Аллостерический центр
Аллостерический центрАктивный центр
Активный центр
![Page 13: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/13.jpg)
Аллостерические ферменты играют ключевую роль в метаболизме. Они регулируют работу системы ферментов.
В клетке работа фермента не индивидуальна, а тесно связана с другими ферментами. Из отдельных ферментов формируются полиферментные системы, в которых продукт первой ферментативной реакции является субстратом для второго фермента. Некоторые ферменты могут объединяться в мультиферментные комплексы.
![Page 14: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/14.jpg)
АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВАКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВАктивность фермента выражают в международных единицах активности:1 МЕ – количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в продукт за 1 минуту.
Удельная активность – число МЕ на 1 г ткани. Отображает степень очистки фермента.
Активность в каталах (кат): 1 кат — э́то количество фермента, которое превращает 1 моль субстрата за 1 с.
1 кат = 6·10 МЕ.
Рекомендовано, кроме того, измерять активность фермента при температуре 25°С, оптимуме рН и концентрации субстрата, превышающей концентрацию насыщения.
7
![Page 15: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/15.jpg)
МНОЖЕСТВЕННЫЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ФОРМЫ МНОЖЕСТВЕННЫЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ФОРМЫ ФЕРМЕНТОВФЕРМЕНТОВ
ИЗОФЕРМЕНТЫИЗОФЕРМЕНТЫИзоферменты, или изоэ́нзимы,– э́то формы одного и того же фермента, которые находятся в различных тканях, катализируют одну и ту же реакцию, но отличаются друг от друга по физическим и химическим свойствам.
Изоферментные формы лактатдегидрогеназы
Печень
Скелетные мышцы
Лейкоциты
Мозг
Эритроциты
Почки
Сердце
![Page 16: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/16.jpg)
Изучение появления изоферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ) (и ряда других ферментов) в сыворотке крови важно для дифференциальной диагностики поражений органов и тканей. По изменению содержания изоферментов в сыворотке крови можно судить как о месте патологического процесса, так и о степени поражения органа или ткани.
![Page 17: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/17.jpg)
ИММОБИЛИЗИРОВАННЫЕ ФЕРМЕНТЫИММОБИЛИЗИРОВАННЫЕ ФЕРМЕНТЫ Иммобилизация фермента – прикрепление молекулы фермента к носителям, нерастворимым в воде. Преимущества:1.Увеличение стабильности,2.Многократное использование,3.Целенаправленное изменение свойств,4.Облегчение регуляции.
Иммобилизованные ферменты находят широкое применение в аналитической практике и биохимической технологии.
![Page 18: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/18.jpg)
Требования к носителям:- Высокая химическая стойкость,- Высокая прочность,- Высокая пористость,- Возможность получения в удобном виде (гранулы, листы
и тд.),- Невысокая стоимость.
Природные липиды – компоненты биомембран – в виде слоя ни силикагеле, часто применяются в качестве носителей.
![Page 19: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/19.jpg)
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ
1. Лечение заболеваний желудочно-кишечного тракта (пепсин, липаза, амилаза),
2. Применение ферментов при лечении гнойных ран (трипсин, химотрипсин),
3. Для рассасывания рубцов (гиалуронидаза),4. Для лечения вирусных заболеваний
(дезоксирибонуклеазу),5. Для лечения тромбозов и тромбофлебитов
(стрептодеказа и др.),6. Лечение некоторых форм лейкоза - аспарагиназа
![Page 20: Заняття 15. Механізм дії ферментів. Специфічність. Кінетика ферментативних реацій. Регуляція активності](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032716/55b4f1bcbb61eb5d718b45ce/html5/thumbnails/20.jpg)
Применение ингибиторов ферментов.Применение ингибиторов ферментов.
Естественные ингибиторы протеиназ нашли применение в терапии острых панкреатитов, артритов, аллергических заболеваний, при которых отмечается активация протеолиза и фибринолиза, сопровождающаяся образованием вазоактивных кининов.
Ферментативные процессы являются основой многих производств: хлебопечения, виноделия, пивоварения, сыроделия, производства спирта, чая, уксуса.