Обратимость фермент-субстратных взаимодействий

Ингибиторы могут взаимодействовать с ферментами обратимо и необратимо. Если ингибиторы блокируют функциональные группы активного центра, вступая во взаимодействие с субстратом, то их называют конкурентными, а если ингибирование является результатом взаимодействия ингибиторов с другими группами ферментов, то такие ингибиторы называются неконкурентными. При неконкурентном ингибировании ингибитор может взаимодействовать не только с ферментом, но и с фермент-субстратным комплексом. Не исключено также одновременное конкурентное и неконкурентное ингибирование ферментов. Вопросы ингибирования ферментов изложены Уэббом, а также Яковлевым. [c.161]

При образовании фермент-субстратных комплексов связывание реагирующих молекул должно осуществляться за счет слабых сил. Более того, поскольку продукты ферментативной реакции, как правило, по своей структуре подобны субстратам и,, кроме того, должны удаляться с поверхности фермента в ходе реакции, образование комплекса должно быть легко обратимым процессом. Основываясь на этих соображениях, а также на известных свойствах белков, можно попытаться, исходя из химической природы субстрата, оценить возможные механизмы его взаимодействия с ферментом. Так, образование комплексов с субстратами белковой природы [c.56]

Ингабиторы ферментов — это соединения, которые, взаимодействуя с ферментом, препятствуют образованию нормального фермент-субстратного комплекса, уменьшая тем самым скорость реакции или прекращая ее. Ингибиторы делят на две группы неспецифические, вызывающие денатурацию белка-фермента (соли тяжелых металлов, кислоты, щелочи и др.) их действие не связано с механизмами ферментативного катализа специфические, действие которых связано с механизмами ферментативного катализа. Различают два типа ингибирования необратимое и обратимое. [c.73]

Неконкурентный ингибитор связывается где-то в другом месте фермента, а не с активным центром При этом изменяется конформация всей молекулы фермента, сопровождающаяся обратимой инактивацией его каталитического центра Неконкурентные ингибиторы взаимодействуют и со свободным ферментом и его фермент-субстратным комплексом [c.74]

В первом случае ингибитор не может реагировать с фермент-субстратным комплексом, а реагирует лишь со свободным ферментом. Таким образом, в этом случае субстрат и ингибитор конкурируют за активный центр. В связи с этим ингибиторы, взаимодействующие с активным центром фермента, носят название конкурентных ингибиторов. Конкурентные ингибиторы могут реагировать с ферментами как обратимо, так и необратимо [c.81]

Благодаря новейшим данным о стереохимических изменениях, происходящих при ферментативном катализе и регуляции активности ферментов, мы можем ответить на эти вопросы с достаточной определенностью. В том, что структура белков существенно зависит от слабых связей, действительно есть больщой смысл . Взаимодействие ферментов с субстратами и с модуляторами ферментов в большинстве случаев, если не всегда,, сопровождается изменениями в третичной и четвертичной структуре фермента. С точки зрения стереохимии эти изменения могут быть большими или незначительными для биологической, функции они абсолютно необходимы. Скорость, с которой фермент катализирует определенную химическую реакцию, вероятно, зависит от того, насколько быстро его конформация может подвергнуться обратимому изменению в результате фер-мент-субстратных взаимодействий. Надлежащая реакция фермента на присоединение регулирующего метаболита тоже зависит от способности фермента изменять свою структуру высшего порядка. В одних случаях эти изменения затрагивают третичную конформацию фермента, в других (например, в случае гликогенфосфорилазы) регуляторный эффект связан с изменением четвертичной структуры. [c.215]

На первой стадии молекулы реагирующих веществ (субстрата) присоединяются к адсорбционному участку активного центра фермента за счет слабых связей. Образуется фермент-субстратный комплекс, который может легко распадаться снова на фермент и субстрат, т. е. первая стадия ферментативного катализа полностью обратима. На этой стадии с помощью активного центра возникает благоприятная ориентация реагирующих молекул, что способствует их дальнейшему взаимодействию. [c.25]

Обратимый ингибитор может взаимодействовать как со свободным ферментом, так и с фермент-субстратным комплексом (см. обзоры [1661,2425]) [c.237]

Более подробно вопросы определения констант скоростей и порядков обратимых реакций рассмотрены в главах 2, 3 (кинетика фермент-субстратного и лиганд-рецепторного взаимодействия). [c.40]

Рассмотрим зависимости скорости от концентрации обоих субстратов и концентрации обратимого ингибитора для механизмов обоих классов. Очевидно, что ингибитор может взаимодействовать со свободной формой фермента или с различными интермедиатами фермент-субстратных превращений. [c.208]

В последнее время работами Хесса с сотрудниками [5—7] на примере а-химотрипсина был развит новый метод изучения кинетики начальных стадий ферментативных реакций, получивший название метода вытеснения профлавина . Метод основан на том факте, что краситель профлавин (3,6-диаминоакридин) при связывании с а-химотрипсином в водном растворе изменяет свой спектр поглощения в ультрафиолетовой области. Величина разностного спектра поглощения, имеющего максимальное значение при длине волны 465 нм, пропорциональна -концентрации комплекса фермент-профлавин. Введение в систему фермент-профлавин субстрата, конкурирующего с красителем за связывание на активном центре а-химотрипсина, приводит к двум последовательным процессам вытеснения профлавина. Первый, очень быстрый процесс, заключается в обратимом вытеснении красителя из комплекса его с ферментом за счет образования нековалентного фермент-субстратного комплекса. Второй процесс, времена прохождения которого лежат обычно в пределах разрешения установок типа остановленной струи , вызван химическим взаимодействием субстрата с ферментом (например, образованием ацилферментного промежуточного соединения), что приводит к дополнительному уменьшению концентрации комплекса фермент-профлавин. Изучение кинетики второго процесса при различных концентрациях субстрата в дополнение к изучению кинетики ферментативной реакции в стационарном режиме позволяет сделать заключения о стадийности изучаемой реакции, а также найти значения констант скоростей промежуточных стадий ферментативной реакции. [c.188]

Они постулировали, в частности, что ферментативная реакция является двухстадийной. На первой стадии фермент вступвет в быстрое обратимое взаимодействие с субстратом в результате образуется фермент-субстратный комплекс Е8 [c.179]

Встречаются ингибиторы ферментативных реакции, которые, строго говоря, не могут быть отнесены ни к обратимым, ни к необратимым ингибиторам. Речь идет об ингибиторах, которые при взаимодействии с ферментом образуют первоначально диссоциирующий комплекс, однако этот комплекс аналогично фермент-субстратному комплексу претерпевает дальнейшие химические превращения с образованием более прочных связей между ингибитором и ферментом и которые могут разрываться, например, под действием воды, с освобождением фермента и образованием продуктов распада ингибитора. Примером таких ингибиторов в отношении некоторых гидролаз эфиров карбоновых кислот могут быть производные М-алкилкарбаминовых кислот, которые до недавнего времени относились к обратимым ингибиторам. [c.80]

Несомненно, что ретроингибиторы специфически взаимодействуют с соответствующими ферментами и что возможно образование обратимых комплексов фермент-ретроингибитор. Следовательно, на поверхности ферментов должны существовать контактные участки для связывания ретроингибитора (рецепторы) и, вероятно, это не те участки, которые служат для образования фермент-субстратного комплекса. Это предположение находит ряд экспериментальных подтверждений. [c.243]

Скорость всех ферментативных реакций зависит (при прочих постоянных условиях) от концентрации фермента и его субстрата. Рис. 8.3 иллюстрирует эту зависимость. В то время как при увеличении концентрации фермента скорость реакции увеличивается линейно, по мере возрастания концентрации субстрата (при постоянной концентрации фермента) она увеличивается гиперболически, достигая предельной максимальной скорости. Это указывает на то, что фермент должен иметь конечное число участков, взаимодействующих с субстратом после заполнения всех участков дальнейшего увеличения скорости не происходит, и фермент оказывается насыщенным субстратом. Михаэлис и Ментен в 1913 г. одними из первых проанализировали кинетику ферментативного процесса и вывели общее уравнение скорости (известное в настоящее время как уравнение Михаэлиса — Ментен) для реакции, в которой происходит обратимое взаимопревращение одного субстрата и одного продукта. Они предположили, что фермент Е взаимодействует с субстратом 5, образуя фермент-субстратный комплекс Е5, из которого затем освобождаются фермент и продукт Р [c.249]

Теоретическая направленность занятий в данном разделе практикума по биохимии связана с анализом основных высокоэффективных механизмов регуляции активности ферментов, обсуждаемых в настоящее время в учебной литературе и на страницах известных биохимических журналов. К таким механизмам относятся аллостерический механизм контроля активности, реализующийся на уровне существования множественных форм ферментов механизм усиления, связанный с функционированием субстратных циклов адсорбционный механизм контроля, реализующийся при обратимом взаимодействии ферментов с биологическими мембранами регуляторный механизм с участием вторичных мессенжеров (цАМФ, С +) и универсальных модуляторов белковой природы (кальмодулин). [c.329]

Лучшему взаимодействию субстрата с ферментом способствует также и то, что в макромолекуле фермента имеются области, на которых происходит адсорбция молекулы субстрата на необходимых расстояниях от активного каталитического центра, что способствует протеканию химического процесса. Адсорбционные центры обеспечивают доступ к каталитическому центру только вполне определенным молекулам. Это обстоятельство приводит к тому, что многие ферменты, в отличие от известных гомогенных и гетерогенных катализаторов, проявляют абсолютную субстратную специфичность, т. е. каждый фермент способен осушествлять обратимое или необратимое преврашение только одного субстрата или одной пары (для бимолекулярных процессов) субстратов в соответствующие продукты, проявляя инертность к гомологам субстратов. Есть ферменты, называемые малоспецифичными, которые ускоряют несколько разных типов реакций, но и они часто оказываются абсолютно специфичными по отношению к одной определенной реакции. [c.506]