Механизмы ферментативных реакций, классификация

Механизмы ферментативных реакций считаются более или менее установленными, если выяснена природа участвующих каталитических групп и постулирован или определен химический тип промежуточных фермент-субстратных комплексов. Поэтому классификация механизмов ферментативных реакций в этой книге основана на учете функций отдельных каталитических групп ферментов. [c.158]

Классификация механизмов ферментативных реакций т схематическое их представление [c.112]

Для простоты обсуждения механизмов целесообразно введение системы их классификации. В работе Варфоломеева, Наки, Ярополова, Побочина (1981) для описания механизмов сложных химических и ферментативных реакций предложена и использована система, основанная на записи последовательности различных стадий процесса. Важно то обстоятельство, что в стационарном состоянии в уравнение скорости реакции входят лишь параметры лимитирующих стадий и стадий, предшествующих скоростьопределяющей. Быстрые, нелимитирующие стадии процесса, следующие за наиболее медленной, не оказывают влияния на скорость реакции и не проявляются в кинетике процесса. [c.152]

Настоящий справочник отличается от имеющихся тем, что в нем не только описана химическая структура и биологическая роль основных биохимических компонентов живой клетки, но и охарактеризованы пути метаболизма данных компонентов в живом организме. Он состоит из семи разделов, в каждом из которых в алфавитном порядке дана соответствующая тepминoлorиЯi В разделах Белки , Нуклеиновые кислоты , Углеводы , Липиды приведены структурные формулы и показана биологическая роль биохимических компонентов клетки, описаны и проиллюстрированы схемами основные пути распада и синтеза важнейших биологически активных молекул. В разделе Ферменты содержатся сведения о типах ферментативного катализа, скорости ферментативных реакций, единицах измерения ферментативных реакций, о принципах классификации ферментов, регуляции биосинтеза и активности ферментов. Раздел Витамины включает характеристику отдельных представителей водо- и жирорастворимых витаминов. Особое внимание уделено ферментным реакциям, в которых участвуют витамины, приведены данные о содержании витаминов в продуктах питания, о суточной потребности человека в витаминах, о применении витаминов и витаминных препаратов в медицинской практике, сельском хозяйстве и т. д. В разделе Гормоны -освещены достижения по биохимии пептидных, белковых и стероидных гормонов. Рассмотрены вопросы биосинтеза, механизм действия гормонов на молекулярном уровне, взаимодействие гормонов с [c.3]

Предлагаемый вниманию читателя учебник написан известным американским биохимиком Д. Мецлером. Автор поставил перед собой цель дать анализ структур, функций и процессов, характерных для живой клетки, с позиций современной биоорганической химии и молекулярной физики. Он концентрирует внимание на всестороннем рассмотрении протекающих в клетках химических реакций, на ферментах, катализирующих эти реакции, основных принципах обмена веществ и энергии. Впервые приведена классификация химических механизмов ферментативных реакций (нуклеофильное замещение, реакции присоединения, реакции элиминирования, реакции изомеризации и др.). В этом наиболее наглядно проявилась особенность рассмотрения биохимических проблем с позиций биоорганика. Обстоятельно изложены многие вопросы, которым прежде не уделяли должного внимания в курсе биохимии. Это касается в частности количественной оценки сил межмолекулярно-го взаимодействия, принципов упаковки молекул в надмолекулярных структурах (самосборка), кооперативных структурных изменений макромолекул и их комплексов. Приведены основные сведения о структуре и функциях клеточных мембран, об антигенах и рецепторах клеточных поверхностей. Весьма подробно рассмотрены также вопросы фотосинтеза, зрения и ряда других биологических процессов, связанных с поглощением света при этом охарактеризована природа некоторых физических явлений, наблюдаемых при взаимодействии света и вещества. [c.5]

В третьей части книги (гл. 6—8) обсуждаются общие свойства ферментов, вопросы кинетики химических реакций и различные механизмы ферментативного катализа. В гл. 6 достаточно подробно изложены основы ферментативной кинетики, а также рассмотрены механизмы регуляции ферментативных реакций в клетках. В гл. 7 дана рациональная система классификации ферментативных реакций, включающая сведения о различных ферментах и методике их исследования. Гл. 8 посвящена химическим свойствам и специфической роли коферментов, причем эти свойства рассматриваются в связи с типами реакций, описанными в предыдущих главах. В этих главах много справочного материала, и их можно не читать целиком. Для студентов и преподавателей будет совсем нетрудно разобраться в изложенном здесь материале и применять его. При желании эту часть книги можно легко объединить с материалом гл. 2, где обсуждаются свойства белков, углеводов, нуклеиновых кислот и липидов. [c.8]

Классификация сложных реакций (по Клеланду). Упорядоченным называется механизм, в котором набор кинетических констант и констант диссоциации продуктов и субстратов в выражении для скорости ферментативной реакции зависит от порядка присоединения субстратов или выхода продуктов. При неупорядоченном механизме такая зависимость отсутствует. [c.195]

Современная классификация ферментов основана на природе катализируемых ими химических превращений. При этом учитывается только суммарное химическое превращение, отражающее ферментативную реакцию в целом, без отдельных деталей ее механизма. Интересно отметить, что, несмотря на большое количество существующих в природе ферментов, имеется сравнительно немного типов реакций, катализируемых ими. Однообразие биохимических реакций, но сравнению с многочисленностью реакций, известных в органической химии, обусловлено особенностями протекания их в живом организме очень мягкие температурные условия и среда, близкая к нейтральной. [c.191]

По фазовому признаку катализ делят на гетерогенный и гомогенный. Отдельно рассматривают ферментативный катализ. Во многих реакциях катализаторами являются продукты реакции (автокатализ). Эта классификация отражает различия в механизмах элементарных актов этих процессов. [c.363]

Клеланд [30] предложил также общую классификацию кинетических механизмов ферментативных реакций. Прежде всего, все двухсубстратные-двухпродуктные реакции названы би-би-реакциями. Механизм би-би-реакций с образованием тройного комплекса и неупорядоченным связыванием субстратов назван просто неупорядоченным би-би-механизмом (random bi bi me hanism),. a механизм с образованием тройного комплекса и упорядочен- [c.112]

Согласно классификации В.Клеленда различают три типа механизмов. Упорядоченным называется механизм, в котором набор кинетических констант и констант диссоциации продуктов и субстратов в выражении для скорости ферментативной реакции зависит от порядка присоединения субстратов или порядка выхода продуктов. При неупорядоченном механизме такая зависимость отсутствует. Пинг-понг -иехгмши соответствует случаю, когда одна или более молекул продукта вьщеляются прежде, чем присоединяются к макромолекуле фермента другие молекулы субстратов. Дополнительно надо учитывать числа кинетически существенных субстратов или продуктов в данной реакции, которые обозначают как моно-, би-, три-, тетра- и т. д. Изо используют для обозначения механизмов, включающих стадию изомеризации между двумя стабильными формами фермента. [c.471]

Фибриноген крови относят по классификации к глобулинам. Его специфической особенностью является легкая денатурация нагреванием, причем он свертывается. Для этой денатурации достаточна температура в 52—56°, т. е. значительно более низкая, нежели для двух других белковых веществ крови. Под действием фермента тромбина, находящегося в фэрмениых элементах коови и тканях организма, фибриноген прн вы<оде из организма сравнительно быстро (в несколько минут) свертывается и переходит в фибрин. Эго явление мы наблюдаем при поранениях нормальная кровь при выходе из раны образует сгусток и закупоривает рану. Действие фермента активируется кальциевыми солями и при отсутствии их не происходит. Самый механизм действия изучен недостаточно и является спорным, происходит ли свертывание фибриногена и переход его в фибрин путем каталитической ферментативной реакции или коллоидно-химической, взаимным осаждением коллоидов. Изоэлектрическая точка фибрнна находится при рН=7,2. При саертывании фибриногена pH плазмы сдвигается в кислую сторону. Фибрин способен поглощать значительные количества как кислоты, так и щелочи. При этом он сильно набухает, но не растворяется. [c.193]

Ингибиторы ферментативных каталитических реакций часта подразделяют на обратимо и необратимо действующие. Эта классификация основана на легкости отделения ингибитора от фермента при помощи физического метода типа диализа. Так, например, эзерин описан как обратимый ингибитор, в то время как фюсфор-содержащие соединения подобно диизопропилфосфофториду (ВРР) принадлежат к необратимым ингибиторам холинэстеразы. Однако, поскольку рассматриваются механизмы ингибирования, эта классификация только вносит неопределенность, так как из нее вытекает, что обратимые и необратимые ингибиторы действуют различным образом в действительности оба типа ингибиторов действуют, соединяясь с ферментом с образованием неактивных комплексов, обладающих весьма различными константами диссоциации . Необратимые ингибиторы образуют комплексы с очень малыми константами диссоциации и поэтому удаляются из комплекса путем диализа только очень медленно, тогда как обратимые ингибиторы образуют комплексы с высокими константами диссоциации и поэтому на всех стадиях удаления присутствует избыток несвязанного ингибитора, поддающегося диализу. Однако более полезным оказывается подразделение ингибиторов на конкурентные и неконкурентные (хотя многие ингибиторы обнаруживают смешанное поведение), так как эти ингибиторы действуют различными путями и кинетические уравнения для них разные. При конкурентном торможении ингибитор соединяется с тем же самым [c.121]

Определенную помощь в изыскании катализаторов оказывает разделение катализируемых реакций на классы и группы. По предложенной нами классификации в катализе в узком смысле этого термина значительную часть реакции можно отнести к категории либо редоксных, либо кислотноосновных процессов [8]. Для каждого из этих больших классов существуют свои характерные типы катализаторов. Эта классификация была предложена для сравнительно простых реакций, в которых кибернетические эффекты не являются преобладающими. Однако анализ современной классификации ферментативных реакций и ферментов [9] показывает, что и в ферментативном катализе с его резкой специфичностью и матричностью по химическому составу простатических групп и по глубокому механизму реакций сохраняется различие между катализаторами редоксных и кислотно-основных реакций. [c.30]

Закономерностям угнетения ферментативной активности посвящены два следующих параграфа. В 2.7 анализируются процессы ингибирования ферментативных реакций. Приводится классификация ингибиторов по механизму действия. Инактивация ферментов — процесс, дающий богатую информацию о каталитических свойствах белков. Рассмотрены закономерности влияния ингибиторов на многосубстратные реакции. 2.8 посвящен процессам инактивации ферментов. Рассмотрены кинетические закономерности инактивации. Анализируются как и классические закономерности инактивации ферментов, так особенности инактивации олигомерных ферментов инактивация ферментов, индуцированная взаимодействием с субстратом. [c.333]

Так как ферменты представляют интерес со стороны их каталитической функции и изучаются в связи с катализируемыми ими реакциями, то номенклатура и классификация ферментов основаны на признаках, хар.актерных для соответствующих ферментативных реакций или для веществ, испытывающих превращение в том или ином ферментативном процессе. Такой принцип при дополнительном условии добавления для наименования фермента окончания аза дает простой способ к обозначению любого, даже еще очень мало и поверхностно изученного, фермента. Однако, этот универсальный способ номенклатуры имеет и свои недостатки, так как может приводить в отдельных случаях к ошибочным определениям, когда для одного и того же фермента могут быть даны различные наименования или, наоборот, различные ферменты могут получить одно название. Такого рода неясности и ошибки в номенклатуре ферментов устраняются при более глубоком изучении как самого фермента, так и механизма катализируемой им реакции. Только выделение фермента-в очищенном состоянии и подробное изучение его химических и физико-химических свойств, строения и функции его активной группы, условий и механизма самой ферментативной реакции могут служить достаточно надежными основаниями для его характеристики. [c.44]

Стереоизомеры NADH и NADPH, образующиеся при ферментативном окислении субстрата, являются также активными формами в обратных реакциях. Все дегидрогеназы за немногими исключениями [13] обладают либо той, либо другой специфичностью. Различие двух классов А и В может служить тонким механизмом классификации дегидрогеназ. А -специфическими являются оксидоредуктазы спиртов, L-молочной кислоты, L-яблочной кислоты, D-глицерата, ацеталь- [c.132]

Механизм действия модификаторов трудно поддается классификации здесь есть агенты направленного действия (ЗН-реагенты тимерозал, этилмеркуриат, уксусный ангидрид), вещества, модифицирующие гидрофобные взаимодействия (диметилсульфоксид, олигомицин, дигитонин), специфический ингибитор На , /АТФазы уабаин ( строфантин О), препятствующий гидролизу фосфорилированного фермента. Гидролиз одним и тем же ферментом разных субстратов в различных условиях неодинаково чувствителен к модификаторам, что можно объяснить тем, что исследуемые частные реакции ферментативной активности осуществляются разными олигомерными состояниями Ка , К -АТФазы. [c.49]

Хотя любое превращение, осуществляемое ферментами микроорганизмов в процессах метаболизма, в принципе может быть использовано как трансформация, т. е. для препаративного получения его продуктов, в настоящее время реализована и практически используется лишь незначительная их часть. Но число процессов, позволяющих препаративно получить продукты ферментативных реакций и описанных в настоящее время, составляет несколько тысяч. Эти процессы очень разнообразны по природе исходных субстратов, использованным микроорганизмам, типу и количеству участвующих ферментов, характеру превращения органических соединений. Только часть из них осуществляется отдельными ферментами и может рассматриваться как ферментативные реакции. Значительная часть процессов микробной химии состоит из нескольких таких реакций, например приведенное выше окисление п-ксилола в п-толуиловую кислоту. Поэтому чаще говорят не о реакциях, а о процессах микробиологической трансформации. Классификации моноферментных процессов микробной трансформации, построенные на основе химических механизмов реакций или номенклатуры участвующих ферментов, сложны и насчитывают десятки различных типов. Более широко распространена классификация микробных трансформаций по типу химического превращения субстрат —продукт. Она отражает суммарное превращение исходного соединения, но не механизм процесса. Поэтому, например, все превращения альдоз в кетозы относят к типу изомеризация , хотя у разных микроорганизмов в этом случае могут быть ответственны ферменты различных классов — соответствующая изомераза или две последовательно действующие оксидоредуктазы. Обычно выделяют класс процессов дезаминирование , несмотря на то, что за иих могут быть ответственны как окислительные, так и гидролитические ферменты. К типу окисления относят как моноферментные реакции, так и процессы, осуществляемые несколькими ферментами и т. д. В связи с этим классификация микробных трансформаций по типу превращения субстрат — продукт является искусственной и чисто прагматической, хотя и широко распространена. В настоящее время выделяют следующие типы процессов микробной трансформации 1) окисление, 2) восстановление, [c.526]

В части IV рассмотрены структуры металлоферментов и механизмы, посредством которых ионы металлов принимают участие в ферментативной активности, в частности, в разрыве связей. В гл. 13 обсуждаются способы, которыми ионы металлов вызывают химические изменения в лигандах без помощи белков. В гл. 14 дан обзор металлоферментов, не рассматривающихся отдельно в последующих главах. В гл. 15 и 16 некоторые металлоферменты рассмотрены более подробно, частично из-за более обширной информации об этих металлоферментах, доступной в настоящее время другие ферменты рассмотрены отдельно в гл. 17 и 18 вследствие относительной легкости классификации этих групп ферментов. Те ферменты, которые принимают участие главным образом в реакциях окисдения — восстановления, а также ферменты, содержа- [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология