Ингибиторы соединенные с субстратом или

Наибольшее значение имеют специфические ингибиторы, которые действуют на один фермент или на группу близких ферментов. Механизм действия этих ингибиторов заключается в том, что они соединяются, блокируют активные группы, или активные центры, молекул ферментов, связывающих субстрат. Некоторые ингибиторы соединяются с металлами — активаторами ферментов. При этом частично или полностью подавляется активность фер.мента. [c.48]

Описанные эффекты могут наблюдаться по отдельности. В этом случае они вызывают либо конкурентное ингибирование (случай 1), либо бесконкурентное (случай 2). Если же оба эти эффекта проявляются одновременно, то это свидетельствует о неконкурентном ингибировании. Если субстрат или ингибитор соединяются более чем с одной формой фермента, то общая картина представляет собой результат наложения друг на друга разных типов ингибирования. График, отвечающий такой ситуации, может представлять собой прямую или может иметь более сложную форму (парабола, гипербола и т. д.). [c.184]

Механизм ингибирующего действия также различен, но в своем большинстве сводится к двум типам торможения конкурентному и неконкурентному. При конкурентном торможении ингибитор, обладая сродством (изостерией) с субстратом, соединяется с ферментом, т. е. конкурирует с ним за фермент. Прн добавлении большого количества субстрата (вытеснении ингибитора) активность фермента восстанавливается. Если торможение реакции не снимается добавленным субстратом, происходит неконкурентное ингибирование. [c.121]

Существуют ингибиторы и смещанного действия, что зависит от структурных особенностей ингибитора и фермента. Смещай ный тип ингибирования может возникать и в случае, когда ингибитор соединяется не с исходным фермент-субстратным комплексом, а с какими-нибудь промежуточными продуктами, образующимися в процессе реакции. Известны виды торможения, когда ингибитор блокирует не фермент, а субстрат или кофермент. Это наблюдается ири концентрации ингибитора, близкой к концентрации субстрата или кофактора. [c.205]

Совокупность экспериментальных данных, теоретический анализ, аналогии с гемоглобином привели к построению модели, объясняющей механизм регуляции активности ферментов следующим образом. Молекула фермента состоит из нескольких одинаковых субъединиц, в каждой содержится один специфический центр для связывания различных типов молекул (частиц субстрата или химических регуляторов). Молекула белка, состоящая из определенного ограниченного числа единиц, всегда имеет ось симметрии. Полагают, что молекула фермента может быть в двух состояниях, сохраняя при каждом из них свою симметрию. Эти два состояния различаются по энергии связей между субъединицами в менее напряженном состоянии молекула фермента избирательно присоединяет активатор и субстрат, в более напряженном — ингибитор. Соединяясь с ферментом, данная разновидность молекул — субстрат, активатор или ингибитор — будет усиливать дальнейшее связывание молекул своей категории. При изменении относительных концентраций молекул субстрата или регуляторов равновесие может сдвигаться в ту или другую сторону. Так осуществляется взаимодействие (противоположно направленное или кооперативное) центров связывания в ферментной частице фермент реализует действие различных сигналов, переходя в одно из двух возможных равновесных состояний. [c.92]

Конкурентные ингибиторы имеют структуру, подобную субстрату, и конкурируют с ним за место связывания в активном центре фермента. Как видно из рис. 41, в случае конкурентного торможения ингибитор И) присоединяется к ферменту в том же участке, что и субстрат, в результате чего субстрат уже не может соединиться с ферментом. Конкурентное ингибирование обратимо и зависит от концентрации ингибитора и субстрата. При высокой концентрации субстрата такие ингибиторы неэффективны. [c.102]

Вещества, структурно-подобные субстрату или продукту реакции, часто могут соединяться с активным каталитическим центром фермента и вызывать ингибирование. В результате ингибирования катализируемая ферментом реакция замедляется. Поскольку субстрат и конкурирующий с ним ингибитор адсорбируются на одних и тех же активных центрах, действие ингибитора можно уменьшить, увеличивая, концентрацию субстрата. Механизм конкурентного ингибирования такого типа можно представить схемой [c.322]

Этот тип неконкурентного ингибирования чаще всего наблюдается у ферментов, катализирующих превращения более одного субстрата, когда связывание ингибитора не блокирует связывание субстрата с активным центром. Ингибитор при этом соединяется как со свободным ферментом, так и с Е8-комплексом. [c.151]

Конкурентное и неконкурентное подавление можно различить экспериментально, измеряя (в присутствии и в отсутствие ингибитора) влияние концентрации субстрата на скорость реакции. Необходимо помнить, что эти два вида подавления представляют собой крайние случаи обычно же результаты удовлетворяют некоторому промежуточному состоянию. Так, например, I может не соединяться с активным центром, но сродство между EI и S может отличаться от сродства В и S, так что а 1. Когда S и I конкурируют за данный активный центр, они могут присоединяться к Е в другом центре и влиять на сродство Е к I и (или) к S. Таким образом, соединение EIS не является запрещенным и, следовательно, а ф оо. [c.69]

Фосфорорганические ингибиторы. Описанные выше ингибиторы являются обратимыми и конкурирующими , т. е. они соединяются с активными центрами энзима в основном таким же образом, как субстрат, и могут быть замещены последним. Другой, даже еще более эффективный класс антихолинэстераз представляют собой фосфорорганические соединения, рассмотренные в предыдущем разделе. Напомним, что их характерной особенностью является активирование энзима, с которым они энергично и необратимо реагируют. [c.643]

Ингибитор меняет величину отрезка, отсекаемого такой прямой на оси ординат, если он соединяется с формой фермента, отличной от той, с которой соединяется свободный субстрат. Влияние ингибитора проявляется при этом в уменьшении общего количества того фермента, который находится в своих обычных формах. Этот эффект нельзя снять путем повышения концентрации субстрата. [c.184]

Известно, что каждый фермент может катализировать реакции только определенного типа (или определенных типов). Существует выраженное, в частности пространственное, соответствие между ферментом и субстратом именно из-за него фермент может действовать только на ограниченный ряд субстратов именно этим соответствием определяются пределы или границы действия ферментов, их так называемая специфичность. Изучение специфичности позволило выяснить, что субстрат во время реакции соединяется не со всей молекулой фермента, не с любой ее частью, а со строго определенным участком, получившим название активного центра. Этот центр участвует в процессе активации субстрата, в самом каталитическом акте он обладает мощным сродством к соответствующему субстрату. Ранее полагали, что в молекуле фермента много активных центров, но сейчас точно установлено, что их обычно один или два. При добавлении к ферменту некоторых веществ, влияющих на его активный центр (или ка его молекулу) в ином участке или иным способом, скорость катализируемой реакции уменьшается. Такие вещества называют ингибиторами. Этот термин обычно не применяют к веществам (например, сильным кислотам, основаниям, иногда органическим растворителям), которые просто разрушают ферментный белок, денатурируя, расщепляя его и т. п. Некоторые ингибиторы являются сильными ядами ферментов, действуя специфически, в очень малых количествах. [c.40]

Существует теория, объясняющая связь между угнетающим и стабилизирующим действием веществ, блокирующих активный центр. Выдвигается предположение о критическом шве в молекуле белка — ряде водородных и других слабых связей. Когда макроструктура напряжена при тепловых колебаниях или куло-новском отталкивании, то возникающее напряжение передается на всю сеть слабых связей. Если одна из них рвется в шве, то это ускоряет и разрыв соседней более слабой связи, и так все они быстро разрываются по шву подобно застежке молния . Шов проходит через реактивный центр на поверхности фермента. Соединяясь с реактивным центром, субстрат, ингибитор или иное вещество образуют дополнительную связь, которая скрепляет критический шов и таким образом повышает стабильность ферментного белка. Известно множество экспериментальных фактов, согласующихся с этой гипотезой. [c.167]

До настоящего времени о реактивных группировках гидролаз известно весьма немногое. Некоторые данные относительно реактивных группировок их субстратов можно получить, изучая скорости каталитических реакций в присутствии конкурентных ингибиторов [51]. Конкурентными ингибиторами будут все вещества, близкие к субстратам гидролитических ферментов в структурном отношении, но отличающиеся от них некоторыми особенностями молекулярной структуры. Обладая, как и субстрат, способностью соединяться с ферментом, они конкурируют с ним и тем самым снижают скорость каталитической реакции. [c.289]

Механизм действия ингибиторов может быть разнообразным. В одних случаях они как бы подменяют субстрат, в других соединяются с участком молекулы фермента, где должен присоединяться субстрат, и препятствуют присоединению субстрата к ферменту. [c.12]

В случае фермента химотрипсина в качестве конкурентных ингибиторов часто выступают оптические антиподы асимметрических субстратов. Разница между оптическими изомерами подразумевает взаимодействие между ферментом и субстратом в трех точках, как это изображено схематически на рис. 123, на котором группы Р и р субстрата присоединены к поверхности молекулы фермента группами А и В, а па чувствительную связь К воздействует группа С. В случае оптического антипода субстрата взаимодействующие группы Р и Q точно так же могут быть соединены с группами А и В, однако группа В теперь слишком далеко удалена от воздействующей на нее функциональной группы С. Согласно этой модели, можно было ожидать, что константы диссоциации комплексов фермент-субстрат и фермент-ингибитор почти одинаковы. Поскольку экспериментально доказано, что константы диссоциации многих комплексов фермент-ингибитор соответствуют значениям субстрата, в этом случае можно [c.326]

Ингибиторы тормозят действие ферментов. Механизм ингибирующего действия разнообразен, но в большинстве сводится к двум типам торможения необратимому и обратимому. При необратимом торможении ингибитор, обладающий структурным сходством (изостерией) с субстратом, соединяется с ферментом, подменяя собой субстрат. Наиболее ярким примером такого типа торможения является угнетение действия холинэстеразы при помощи диизопропилфторфосфата, который структурно весьма близок к ацетилхолину [c.112]

Некоторые специфические низкомолекулярные вещества и ионы способны ингибировать ферменты. При необратимом ингибировании ингибитор ковалентно соединяется с ферментом или же связывается с ним настолько прочно, что его диссоциация идет очень медленно. В отличие от этого обратимое ингибирование характеризуется тем, что равновесие между ферментом и ингибитором устанавливается быстро. Конкурентный ингибитор препятствует связыванию субстрата в активном центре. Он уменьшает скорость реакции путем снижения относительного количества молекул фермента, связавших субстрат. При неконкурентном ингибировании ингибитор снижает число оборотов фермента. Конкурентное ингибирование в отличие от неконкурентного снимается при повышении концентрации субстрата таким путем можно различить эти два вида ингибирования. [c.128]

Возможно также образование тройного комплекса ESI и отсутствие у него активности, как и у комплекса EI. Этот случай получил название неконкурентного торможения. Примерами такого торможения может служить действие ионов тяжелых металлов, действие окиси углерода на гемоглобин или цитохромоксидазу, действие треххлористого мыщьяка на сук-цинатоксидазу и др. При неконкурентном торможении даже при высокой концентрации субстрата максимальная скорость реакции меньще, чем в отсутствие ингибитора. Угнетение этого типа заключается в том, что часть активных центров фермента соединяется с ингибитором или частично отравляется им. Выяснение структуры активных центров и механизма действия ферментов может значительно продвинуться вперед путем изучения действия различных ингибиторов и ферментных ядов. [c.228]

Какое-либо вещество может подавлять фермент, соединяясь с его активным центром и закрывая тем самым доступ к нему субстрата такое подавление называют конкурентным. Или же вещество может оказывать подавляющее действие, реагируя с ферментом таким образом, что понижается его каталитическая активность, хотя образование фермент-субстратного комплекса и не встречает препятствий. Анализ стационарного состояния при подавлении фермента сложен. Однако Фриденвальд и Мэнгвин-Дэвис [14] дали общий анализ, основанный на представлении о равновесии. Обозначив ингибитор через I, можно написать различные уравнения равновесия [c.67]

Если раствор содержит вещества, способные соединяться с ферментом, то между этими веществами и субстратом возникнет конкуренция за соединение с ферментом. Поэтому эти вещества будут действовать как ингибиторы. Для изучения кинетики ферментативных реакций в присутствии ингибиторов служат те же расчеты, какими мы пользовались при изучении кинетики реакции образования фермент-субстратного комплекса [40]. Напомним, что ферментативный гидролиз сахарозы инвертазой тормозится одним из продуктов реакции, а именно фруктозой (см. стр. 281), которая в этом с.яучае действует как ингибитор. [c.285]

Другой экспериментальный подход сводится к изучению метаболизма субстрата с модифицированной химической структурой. Этот подход аналогичен применению ингибиторов в том отношении, что и в этом случае ферментная система подвергается действию неприродных соединений в результате это соедин( ние под действием каких-то ферментов образует продукт, недоступный действию ферментов, катализирующих последующее превращение природного метаболита. Рассмотрим, например, изучение метаболизма ароматических соединений у бактерий. При окислении бедзойной кислоты ферментами бактерий в качестве промежуточного продук та, как теперь стало известно, образуется катехин. Однако этот катехин распадается так быстро, что его [c.14]

Особенно активен как ингибитор цианид, который подавляет многие ферменты и действует на них в очень малой концентрации. Например, цитохромоксидаза на 80% подавляется цианидом в концентрации 10 моля, цитохромпероксидаза — на 50% в концентрации 10 моля. Каталаза подавляется на 50% в концентрации 5-10 , пероксидаза — в концентрации 10 . Действие цианида проявляется по-разному он соединяется с металлом и инактивирует активную группу фермента соединяется с карбонильной группой в ферменте, в кофакторе или в субстрате как восстанавливающий агент может разрывать дисульфид-ные связи, обусловливающие активность фермента. Окись углерода подавляет активность только тех ферментов, которые активируются железом или медью, поэтому она ингибирует меньшее количество ферментов, чем цианид. [c.17]

Данные о специфичности ферментов по отношению к субстратам также свидетельствуют о важности конформации. Протео-литические ферменты катализируют перенос групп (например, воды при гидролизе) только к Ь-изомерам субстратов. О-изо-меры субстратов обладают способностью образовывать комплексы с этими ферментами, причем в ряде случаев эти комплексы даже стабильнее, чем комплексы с субстратами. Таким образом, О-субстраты являются ингибиторами. По-видимому, субстрат соединяется с активной поверхностью фермента по крайней мере в трех точках, так как если бы число критических точек равнялось двум, то между Ь- и О-субстратами в отношении связывания их с ферментом не было бы никакой разницы. Обладая собственной оптической активностью, ферменты могут катализировать синтез оптически активных продуктов из оптически неактивных субстратов. Функции фермента заключаются в том, что он связывает субстрат таким образом, что снижается свободная энергия активации данной реакции и она протекает с такой скоростью, которая приемлема для биологических условий. Возможно, что наиболее высокая степень комплементар- [c.396]

Второе допущение, обусловленное существованием трудноокисляемых ингибиторов и количественным сохранением их, по утверждению Миласа, после реакции (что совершенно невозможно с точки зрения современных представлений), обсуждалось в его следующей работе [33]. Уменьшение скорости поглощения кислорода и обрыв цепей при окислении анетола Милас объясняет возникновением комплекса антрахинона (ингибитора) с активированными молекулами субстрата. Основанием для такого предположения ему послужила работа Дж. Беннетта и Дж. Виллиса [34], которые установили, что хиноны соединяются с различными органическими веществами с образованием нестабильных или стабильных комплексов. [c.297]

Изучение. инактивации дало сведения об активной области некоторых гидролитических ферментов, в частности химот1рипсина и ацетилхолинэстеразы. а-Амино-кислоты или некоторые функциональные производные этих соединений, которые являются специфическими субстратами или конкурирующими ингибиторами для а-химотрипсина, могут быть описаны общей формулой R HR R", где R, R и R" — группы, определяющие свойства этих молекул соответственно а-амино- и.чи ацил-аминогруппа, боковая цепь а-аминокислоты и карбоксильная группа или производное карбоновой кислоты. Было высказано предположение [346], что вышеупомянутые специфические субстраты и конкурируюшие инги- биторы могут соединяться с ферментом путем взаимодействия групп R, R, R" и определенного ряда центров рь р2 и рз, которые, как предполагается, составляют каталитически активную область фермента. Полагают, что степень, с которой любое данное вещество будет связываться с активной областью фермента, зависит от того, в какой мере молекула и асимметрическая каталитическая поверхность дополняют друг друга, и также от того, насколько присоединяющаяся молекула и активная область способны изменять свои поверхности для улучшения контакта. Результаты кинетических исследований с применением ряда субстратов и конкурирующих ингибиторов а-химотрипсина согласуются [c.135]

Рис. 8.23. Основной элемент взаимодействия панкреатического ингибитора трипсина с трипсином состоит в образовании электростатической связи между лизином-15 ингибитора и ас-партатом-189 фермента. Кроме того, —N113-группа лизина-15 соединяется водородной связью с несколькими атомами кислорода в субстрат-специфичном кармане молекулы трипсина.