Ингибирование связь с субстратным ингибированием

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]

Изучение регуляции и контроля ферментов — молодая и быстро развивающаяся область биохимии, уже установившая, однако, ряд весьма сложных механизмов. Представляется возможным различить механизмы, общие для всех ферментов, такие как субстратная специфичность, оптимум pH и т. д. механизмы, общие для всех организмов, включающие ингибирование и репрессию по принципу обратной связи и механизмы, характерные для высших организмов, где существуют другие виды регуляции активности ферментов, например посредством действия гормонов. Приведя только один, уже известный нам пример, можно отметить, что вся сложная система описанных выше реакций, кульминацией которой является высвобождение глюкозы из гликогена, может приводиться в действие несколькими молекулами адреналина [148]. [c.538]

Влияние макромолекул на скорость органических реакций подробно исследовано в работах школы Моравца [324]. Во многих случаях отмечали субстратную специфичность, бифункциональный катализ, конкурентное ингибирование и кинетические закономерности, описываемые уравнением Михаэлиса — Ментен. В связи с этим такие системы рассматривались как модели ферментов. [c.352]

Существование дополнительных кинетических путей подразумевает определенные особенности структуры КПА. Субстраты, которые способны активировать или ингибировать свой гидролиз, должны связываться более чем на одном центре. Модификаторы, по-вн-димому, тоже присоединяются одновременно с субстратами. Комплексы с модификаторами или субстратами, связанными на нескольких центрах, не подвергались прямому кристаллографическому изучению. Однако моделирование позволило найти способ связывания, объясняющий кинетический эффект модификатора, КБЗ-Gly [2, 3] (рис. 15.12). Если КБЗ-группа этого соединения находится вблизи остатка Туг-198, а группа С00 взаимодействует с остатком Arg-71, то возможны помехи ориентации субстрата в продуктивном комплексе. Для объяснения ингибирования субстратом при гидролизе КГФ было предположено, что вторая молекула КГФ образует с ферментом те же связи, что и КБЗ-Gly [2, 3] (рис. 15.12). Однако эта модель не может полностью объяснить кинетику субстратного ингибирования. В предполагаемой области связывания субстрата трудно разместить более двух молекул ацил-пептидов, в то время как кинетический анализ указывает на присоединение четырех или пяти молекул субеграта в растворе [85] и более чем двух в кристалле [97]. Высокий кинетический порядок реакции может объясняться связыванием на других участках молекулы фермента или более сложным образом [28]. [c.533]

В литературе имеется множество примеров субстрат-субстратной активации, т.е. ускорения окисления медленно окисляемого субстрата быстро окисляемым [Угарова и др., 1981]. При одновременном присутствии в растворе различных субстратов пероксидазы наблюдаются эффекты взаимной активации и ингибирования. При этом ингибирование либо имеет конкурентный характер, либо связано с дифференцированным окислением субстратов в присутствии пероксидазы [Лебедева, Угарова, 1996]. Однако практически отсутствуют сведения по стационарной кинетике совместного окисления двух медленно окисляемых субстратов, к которым относятся ферроцианид калия и аскорбиновая кислота. К тому же в ряде работ приводятся противоречивые данные о механизме катализируемого пероксидазой окисления ферроцианида калия [Савицкий, 1979 Угарова и др., 1981 Лебе- [c.58]

Непродуктивное связывание предотвращает гидролиз пептидов, состоящих из нежелательных о-аминокислот. Пептиды, состоящие из D-аминокислот, также могут прочно связываться химотрипсином. Однако в этом случае образуется сравнительно малореакционноспо-собный фермент-субстратный комплекс, поскольку расщепляющаяся связь не ориентирована должным образом относительно каталитического центра [629] таким путем свободная энергия связывания расходуется на ингибирование реакции с аналогом субстрата, которая могла бы привести к нежелательным продуктам. Непродуктивное связывание, по-видимому, является общим механизмом, обеспечивающим специфичность фермента [630, 631]. [c.248]

Ферменты являются белками, поэтому любые агенты, вызывающие денатурацию белка (кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, нагревание), приводят к необратимой инактивации фермента. Однако подобное инак-тивирование относительно неспецифично, оно не связано с механизмом действия ферментов. Гораздо большую группу составляют так называемые специфические ингибиторы, которые оказывают свое действие на какой-либо один фермент или группу родственных ферментов, вызывая обратимое или необратимое ингибирование. Исследование этих ингибиторов имеет важное значение. Во-первых, ингибиторы могут дать ценную информацию о химической природе активного центра фермента, а также о составе его функциональных групп и природе химических связей, обеспечивающих образование фермент-субстратного комплекса. Известны вещества, включая лекарственные препараты, специфически связывающие ту или иную функциональную группу в молекуле фермента, выключая ее из химической реакции. Так, йодацетат I H,—СООН, его амид и этиловый эфир, пара-хлормеркурибензоат lHg—С Н,—СООН и другие реагенты сравнительно легко вступают в химическую связь с некоторыми SH-группами ферментов. Если такие группы имеют существенное значение для акта катализа, то добавление подобных ингибиторов приводит к полной потере активности фермента [c.147]

Л, у VI г С соответствующими акцепторными центрами фермента (обозначены треугольником, кружком и квадратом). Скорость ферментативной реакции будет определяться концентрацией такого комплекса (рис. 17, Л). Однако при некоторых условиях не исключена возможность образования комплексов с участием двух или даже трех молекул субстрата (рис. 17, Б, В, Г), но так, что каждая молекула субстрата образует лишь одну или две связи с ферментом. Соответственно состав таких неактивных комплексов будет отвечать брутто-формуламЕЗз (случаи Б и В) я Е5з (случай 7 . Соотношение концентраций активного к неактивных комплексов будет определяться при данной концентрации фермента в первую очередь концентрацией субстрата. Чем больше концентрация субстрата, тем более вероятно образование неактивных комплексов — ЕЗа и ЕЗз. Наконец образование неактивных комплексов будет зависеть от констант скорости образования последующих связей (например, у — О и 2 — о) реакционных центров молекул субстрата после образования первой связи (например, д — Л). Если эти константы скорости существенно больше, чем константа скорости образования связей у — О и 2 — о новой молекулой субстрата, то ингибирования избытком субстрата не произойдет. При обратном соотношении будет наблюдаться эффект субстратного торможения. Ввиду того, что образование комплекса Михаэлиса (за счет всех или части связей с субстратом) представляет собой обратимую реакцию с отчетливо выраженным равновесием, определяющей величиной является соответствующая константа равновесия или, как принято в ферментативной кинетике, обратная ей величина — константа диссоциации. [c.91]

Таким образом, эти данные показывают, что ингибирование но-лифенолами реакции окисления ксантина, катализируемого ксан-тиноксидазой, связано с образованием комплексов полифенояов с ферментом и фермент-субстратным комплексом. [c.150]

Скорость катализируемой ферментом реакции может быть замедлена специфическими ингибиторами, т. е. соединениями, которые, взаимодействуя с ферментом, препятствуют образованию нормального фермент-субстратного комплекса, уменьшая тем самым скорость реакции. Некоторые ингибиторы ферментов являются для живых организмов ядами (например, цианид, сероводород и монооксид углерода). Поскольку токсичность многих ядов обусловлена их ингибирующим действием на ферменты, то ряд проблем токсикологии следует рассматривать с энзимологических позиций. Многие лекарственные препараты также являются ингибиторами, поэтому развитие молекулярной фармакологии также в значительной мере связано с исследованиями процессов ингибирования ферментов. Такого рода исследования позволяют получить также весьма важную информацию о самих ферментах. [c.261]

Природу стереоспецифичности папаина помогает понять построение моделей [105]. Проведенные исследования показали, что D-аминокислоты не могут поместиться в подцентрах из-за стерических затруднений, возникающих при их контактировании с ферментом. Папаин не является экзопептидазой, поскольку свободная карбоксильная группа субстрата должна находиться на расстоянии 3—4 А от карбоксильной группы Asp-158 из-за электростатического отталкивания. Кроме того, указанные исследования позволили предположить наличие механизма деформации. В фермент-субстратном комплексе уходящая группа субстрата, по-видимому, подвергается давлению со стороны а-СШ-группы His-159, однако при образовании тетраэдрического промежуточного соединения это давление ослабляется. В пользу указанного предположения говорит тот факт, что аналоги субстратов, у которых уходящая группа заменена небольшой по размерам группой, связываются значительно прочнее аналогов с более крупными остатками [92, 105]. Специфичность подцентра S2 к большим по размеру гидрофобным остаткам проявляется в возрастании fe at, а не в увеличении прочности связывания. Лоу и Ютавонг [105] предположили, что связывание подцентром S2 такого остатка, как фенилаланин, приводит к некоторому увеличению размеров расщелины и к еще большей деформации активного центра [105]. Раздвижение стенок расщелины было впоследствии обнаружено при исследовании кристаллической структуры фермента, ингибированного хлорметил-кето-производным Ы-бензилоксикарбонил-Ь-фенилаланин-Ь-аланина [104]. Использование этого соединения указывает на наличие в ферменте центра связывания карбонильного кислорода расщепляемой пептидной связи. В этот центр, как и в случае сериновых протеаз, входит NH-rpynna полипептидного остова, принадлежащая ys-25 другая водородная связь образуется с участием ЫНг-группы Gln-19. [c.375]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология