ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ингибирование ферментативных реакций из "Химическая кинетика и катализ 1974" В заключение надо отметить, что рассмотренные в этом параграфе уравнения кинетики ферментативных реакций (а также уравнения кинетики ингибирования ферментативных реакций, приведенные в 3), дают упрощенную картину явлений, так как описывают протекание процессов в модельных кинетических установках (in vitro). Ферментативные реакции в живых системах (in vivo) протекают в потоке (в открытых системах), поэтому описываются другими по виду уравнениями (см. описание кинетики химических реакций в потоке). Эта область пока разработана недостаточно. [c.514] Вещества, понижающие активность фермента, называются ингибиторами. В тех случаях, когда строение молекулы ингибитора близко к строению молекулы субстрата, понижение активности фермента может происходить за счет того, что молекулы ингибитора присоединяются к каталитическому или к адсорбционному центру. Поэтому иногда в качестве ингибитора выступает конечный продукт реакции. Существуют ингибиторы, имеющие совсем отличное строение от строения субстрата. Присоединение их к молекуле фермента происходит вне активного центра, но тоже приводит к уменьшению активности фермента. Такое присоединение вещества носит название аллостерического (от греческого слова аллос — иной). [c.514] Некоторые низкомолекулярные вещества, проникая к каталитическому центру, образуют с ним прочные комплексы (как, например, цианиды или сероводород с медью или железом) или изменяют природу активных групп (восстанавливают сульфогидрильные группы). Таких примеров можно привести много. Соли тяжелых металлов (Ag, u, Pb, Hg) необратимо ингибируют ферменты, благодаря способности образовывать прочные комплексы с основаниями или нуклеофилами. [c.515] Специфичность фермента к ингибированию менее выражена, чем их субстратная специфичность. Исследование ингибирующего действия различных веществ позволяет в ряде случаев разобраться в природе и строении каталитических и адсорбционных центров ферментов. [c.515] Каждое равновесие характеризуется соответствующими константами равновесия Къ Ks, Kis и Ksi- Образование комплекса EIS связано с присоединением ингибитора и субстрата к разным частям молекулы белка, поэтому двойные комплексы EIS и ESI одинаковы. Константы диссоциации Kis и Ksi численно различны, так как при диссоциации образуются разные продукты EI и S в первом случае и ES и I во втором. Коэффициент характеризует изменение константы скорости распада комплекса ES в присутствии ингибитора. [c.515] Допустим, что начальные концентрации субстрата [S]o и ингибитора [1]о много больше, чем концентрация фермента [Е]о. Будем рассматривать процесс, предполагая, что скорости реакций образования конечных продуктов малы, т. е. концентрации всех промежуточных продуктов равны равновесным. Тогда [S] A. [Slo, [I] [I]o и [Е] - [Е]о - [ES] - [El] - [EIS]. [c.515] Рассматриваемая схема в плане образования разных комплексов совпадает со схемой реакции с участием двух субстратов, рассмотренной в 2. Поэтому, если принять, что Si = S S2=I ES1S2 = ESI, то концентрации комплексов ES и EIS легко найти по аналогии с выражениями (25) и (32). [c.515] Константа o характеризует изменение сродства фермента к одному из компонентов под влиянием другого. Если сродство не изменяется, то а=1, если комплекс EIS не образуется, то а = оо. [c.516] Этот случай реализуется тогда, когда ингибитор является химическим аналогом субстрата S, не способным претерпевать каталитическое превращение, но занимающим активное место в молекуле фермента. Такое торможение ферментативной реакции называется конкурентным ингибированием. Как видно из выражений (51) и (52), при конкурентном ингибировании предельная скорость реакции оказывается постоянной величиной, равной Шпред, а константа km, эфф зависит от концентрации ингибитора. Константу ингибирования Kj можно найти, пользуясь уравнением (52) или графически, как это показано на рис. 109а (I, II, III, IV). [c.516] Если аллостерическое присоединение ингибитора понижает активность фермента, но не изменяет его сродство к субстрату, т. е. если образуется малоактивный комплекс EIS, то такое торможение ферментативной реакции называется неконкурентным ингибированием. Такой термин возник потому, что образование комплекса EIS обусловлено присоединением ингибитора и субстрата к разным частям молекулы белка. При этом отсутствует конкуренция за обладание активными центрами фермента, а каталитическая активность фермента из-за малой активности комплекса EIS понижается. [c.518] не будет зависеть от концентрации ингибитора. Графические способы определения констант при неконкурентном ингибировании показаны на рис. 109 6 (I, II, III). [c.518] Графическое определение константы ингибирования приведено на рис. 109 б, IV. [c.519] Графические способы нахождения констант для процессов со смешанным ингибированием приведены на рис. 109 в (I, II, III, IV). [c.519] Отличие смешанного ингибирования от неконкурентного заключается только в изменении сродства к одному из компонентов, т. е. все отличие заключается в числовом значении а. При неконкурентном ингибировании, как мы видели, а = 1, а при смешанном аф I. [c.519] Таким образом, прохождение кривой зависимости скорости односубстратной реакции от концентрации субстрата через максимум указывает на неконкурентное самоингибирование. [c.519] Вернуться к основной статье