Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Единицы ферментативной активности.





Термин активность фермента в энзимологии имеет двойное значение. Под активностью ферментов понимают количество фермента, а также способность фермента к катализу.

Международной единицейактивности фермента называют количество фермента, превращающее один микромоль субстрата в минуту в стандартных (оптимальных) условиях.

Под оптимальными условиями понимают значения параметров среды, в которых проявляется наибольшая активность ферментов. Например оптимальными значениями концентрации субстрата будут насыщающие концентрации (до 10 Кm).

В химической энзимологии принята другая стандартная единица -– один катал которому соответствует количество фермента превращающее один моль субстрата в секунду.

Катал, есть каталитическая активность, способная осуществлять реакцию со скоростью равной одному молю в секунду, в заданной системе измерения активности.

 

Строение фермента. Факторы ферментативного катализа. Принципы регуляции ферментативной активности.

 

На молекуле фермента можно выделить несколько центров с различными функциями: связывающий (якорный) или субстратный, активный или каталитический и аллостерический.

По химическому составу ферменты делят на простые, состоящие только из полипептидных цепей, и сложные, которые кроме полипептидов содержат компоненты другой природы. В сложных ферментах различают полипептидную часть - апофермент и диссоциирующую непептидную – кофермент. Полный комплекс (апофермент + кофермент= холофермент).

Кофермент часто противопоставляют простетической группе, недиссоциирующей части фермента непептидной природы. Это противопоставление достаточно условно, поскольку коферменты могут быть связаны с апоферментом ковалентно.



Коферментом или коэнзимами называют органические соединения небольшого молекулярного веса, обязательно необходимые для действия фермента, способные к отделению от полипептидной части фермента.

Коферменты входят в состав переходного состояния. Некоторые коферменты могут входить в состав различных ферментов с разными механизмами действия.

Блокирование аминокислотных радикалов или функциональных групп кофермента путем химической модификации лишает фермент каталитической активности.

Активный центр– место на глобуле апофермента где собственно протекает каталитическая реакция.

В состав активного центра входят аминокислотные остатки, находящиеся в различных отделах полипептидной цепи фермента. Чаще всего они представлены остатками серина, треонина, лизина и аргинина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, цистеина и гиститдина.

Субстратный центр (якорный центр) –узнавание, захват и удерживание молекулы субстрата.

В их состав могут входить боковые цепи Asp, Cys, Glu, His, Lys, Met, Ser, Thr, а также концевые карбоксильные и амино-группы. Среди этих химических функциональных групп находятся несколько аминокислотных радикалов, взаимодействующих с субстратом и образующих ковалентные и нековалентные ферментные интермедиаты.

Существует геометрическое соответствие между структурой субстрата и структурой полости фермента, где происходит связывание молекулы субстрата. Это соответствие получило образную аналогию, предложенную Э.Фишером, «ключ-замок», где «ключ» – субстрат, а «замок» - фермент. Впоследствии Д. Кошленд дополнил это представление принципом индуцированного соответствия, введя аналогию «перчатки и руки». Смысл указанной аналогии состоит в том, что взаимодействие субстрата и фермента представляет собой процесс, в котором сам фермент претерпевает структурные перестройки.

Эффекты (факторы) ферментативного катализа.

Выделяют три основных эффекта ферментативного катализа, определяющие высокую эффективность ферментов: концентрирующий эффект или эффект сближения, способность ферментов к ориентированию молекул субстрата в пространстве (ориентирующий эффект) и способность ферментов к полифункциональному катализу.

Эффект сближенияопределяется способностью аминокислотных радикалов, входящих в состав активного центра специфично связывать молекулы субстрата, локально повышая концентрацию реагирующих молекул в зоне активного центра. При достаточно высоком сродстве аминокислотных радикалов к субстрату фермент действует эффективно даже в разбавленных растворах, сорбируя на своей поверхности реагирующие молекулы.

Эффект ориентации (орбитальное управление)связан с многоцентровым связыванием молекулсубстрата. При связывании молекул субстрата в трех точках на поверхности фермента они становятся жестко ориентированными относительно поверхности фермента, а также по отношению друг к другу.

Такое связывание является необходимым для стереоспецифического катализа. При этом решается две задачи: избирательное связывание одного из оптических изомеров и выбор направления атаки при взаимодействии молекул субстрата. Последнее сказывается на эффективности химической атаки, результатом чего является резкое увеличение скорости химической реакции между реагирующими молекулами. Другим следствием фиксирования реагирующих молекул в пространстве является отсутствие побочных продуктов реакции, в том числе и образование рацематов.

Полифункциональный катализ связан с возможностью одновременной атаки на молекулу субстрата с противоположных направлений функциональными химическими группами аминокислотных радикалов противоположных по своей химической природе. Например, одновременная атака кислотными и основными группами.

Главным условием действия всех трех факторов является наличие физиологически активной конформации ферментного белка. Нарушение специфического пространственного расположения функциональных групп активного центра, например, в результате денатурации белка-фермента, приводит к потере ферментом каталитических свойств.

 

Влияние условий среды на скорость ферментативной реакции.

Влияние температуры

Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры имеет вид оптимальной кривой с максимумом, называемым температурным оптимумомферментативной реакции.

Для химических каталитических систем аналогичная зависимость представлена монотонно возрастающей кривой. Параметром оценки температурной зависимости является величина Q10, обозначающая во сколько раз возрастает скорость реакции при увеличении температуры на десять градусов. Обычно значения параметра колеблются в пределах от двух до трех.

Появление оптимума на кривой зависимости скорости ферментативной реакции от температуры связано с наложением двух процессов увеличением скорости при увеличении температуры и снижением активности фермента в результате температурной денатурации фермента. Таким образом, температурный оптимум не есть величина постоянная для данного фермента. Она зависит от времени инкубации, а также влияния компонентов реакционной среды (в первую очередь концентраций субстратов и продуктов) на скорость денатурации фермента. Поэтому для измерения активности фермента рекомендуется температура 25 С0, при которой большинство ферментов денатурирует незначительно.

 

Влияние рН

Зависимость активности фермента от величины рН имеет также характер кривой с оптимумом, однако, причины такой закономерности иные, чем в случае зависимости от температуры. Характер влияния рН на скорость ферментативной реакции связан со степенью протонирования полярных групп активного центра фермента, участвующих в катализе.

 









Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.