Факторы, определяющие активность ферментов

Биохимия изучает метаболизм лекарственных веществ, привлекая методы клинической биохимии анализ лекарств и их метаболитов в биологических материалах, измерение активности и кинетики ферментов и т. д. Нужно отметить, что метаболизм лекарств зависит не только от таких факторов, как генетические, возрастные, органоспецифические, нейроэндокринные особенности организма, но и от способа введения лекарства в организм и от состояния внещней среды. Например, способ введения лекарства в организм определяет путь его метаболизма. Энтеральный способ введения лекарства обеспечивает его быстрый ферментативный гидролиз в желудочно-кишечном тракте, продукты которого при всасывании с кровью воротной вены сразу поступают в печень. Нужно отметить, что печень — это самый главный орган переработки неродственных организму [c.506]

С этой целью при рассмотрении гидролитических ферментов вводится понятие активный центр. Однако прежде всего следует определить основные понятия катализа с привлечением теории переходного состояния. Далее будет показано, что факторами, определяющими ферментативную активность, являются сближение и соответствующая ориентация химических групп. Впоследствии это поможет связать неферментативный гетерогенный катализ с ферментативным. [c.189]

Уровень активного фермента в клетке определяется не только скоростью его синтеза, но и другими факторами. Некоторые ферменты синтезируются в виде каталитически неактивных проферментов, которые далее переходят в активное состояние обычно в результате частичного протеолиза. Наконец, активные ферменты могут деградировать. Эта деградация происходит либо случайно, либо за счет запрограммированного гидролитического расщепления. Таким образом, как и в случае других компонентов клетки, синтез ферментов и их деградация находятся в динамическом равновесии. Результирующий процесс обычно называют обновлением белка [68]. [c.66]

Таким образом, информация, которая передается в ЦНС посредством афферентной импульсации, перекодируется в синапсах химическими сигналами. Процесс возбуждения связан с действием ацетилхолина. Он проявляется в деполяризации нейрона, т. е. в торможении работы натриевого насоса. Гамма-аминомасляная кислота, действие которой связано с процессом торможения, вызывает гиперполяризацию нейрона, т. е. усиление работы натриевого насоса. Действие всех перечисленных факторов регулируется активностью ферментов, а активность ферментов, в свою очередь, определяется генетическим аппаратом. [c.9]

Активность ферментов зависит от реакции среды, температуры, физико-химического состояния субстрата, некоторых специфически действующих на ферменты веществ (активаторов и парализаторов) и от. других факторов. Каждый фермент имеет свой температурный и рН-оптимум, при котором он проявляет максимальную активность. Химический состав ферментов, так же как и белков, еще не изучен полностью, а поэтому определить их количественно очень трудно. Об активности ферментов судят по силе их действия на определенные вещества — субстраты. Количество продуктов распада или синтеза, образующихся при действии фермента на субстрат, служит критерием для определения степени его активности. [c.62]

Кроме механизмов, регулирующих активность ферментов, существуют механизмы, которые определяют количество синтезируемого фермента. Изменение количества фермента представляет собой один из наиболее решающих факторов в регуляции обмена веществ. Речь идет не только о регулировании скорости биосинтеза ферментов, но и о взаимопревращении активной и неактивной форм фермента. [c.437]

Скорость обмена веществ в организме человека определяется наследственными факторами и регулируется разными регуляторными системами. Выделяют три основные системы регуляции обмена веществ внутриклеточную (авторегуляция), гормональную и нервную (рис. 103). Под их воздействием изменяется количество и активность ферментов, коферментов, субстратов, что обеспечивает необходимую скорость и направленность биохимических процессов. Эти системы управляют механизмами общей адаптации организма к физическим нагрузкам и другим воздействиям, а также адаптивной перестройкой метаболизма при систематическом воздействии физических нагрузок (тренировке). [c.268]

Наиболее важными функциональными факторами, лежащими в основе алактатной работоспособности, является активность ферментов, участвующих в мышечной деятельности. От АТФазной активности миозина зависит количество энергии АТФ, преобразованной в механическую работу, т. е. мощность выполняемых физических нагрузок. Активность кальциевой АТФазы (кальциевого насоса) определяет быстроту мышечной релаксации, от которой зависят скоростные качества мышцы. [c.193]

В методах классической энзимологии определение ферментативной активности осуществляют в таких условиях, в которых фактором, лимитирующим скорость реакции, является количество фермента. Если же активность фермента определяют в геле, то прежде всего необходимо, чтобы субстрат имел возможность диффундировать в гель. Скорость проникновения субстрата в гель зависит среди прочих факторов от его концентрации, поэтому при снижении концентрации субстрата в инкубационной смеси скорость его проникновения в гель также снижается. Чтобы предотвратить значительное уменьшение концентрации субстрата, используют относительно большой объем реакционной смеси. [c.282]

Биохимическая активность пластид коренным образом изменяется с изменением их морфологической структуры, возникающей под влиянием тех или иных факторов, что определяет и активность ферментов, В связи с этим довольно интересны данные о ферментативных особенностях митохондрий, которые, как [c.87]

Бьшо показано, что многие ферменты, участвующие в клеточном метаболизме, существуют в нескольких молекулярных формах. Все эти формы данного фермента катализируют одну и ту же реакцию, но различаются по активности, а иногда и по чувствительности к аллостерическим модуляторам. Распространение изомерных форм того или иного фермента в различных тканях и органах определяется по меньшей мере четырьмя факторами. К ним относятся [c.266]

Между этими категориями невозможно провести четкой границы. К тому же сродство к иону металла часто меняется при взаимодействии, фермента с молекулой субстрата. Однако при обсуждении значения структурных факторов для реакционной способности и функции ионов металлов эти три категории представляют разумную основу для выбора наиболее характерных белков и ферментов с известной структурой, активность которых определяется ионом металла. В связи с этим для данного обзора выбраны следующие [c.16]

Имеются еще два свойства ферментов, которые при их успешном моделировании могли бы открыть новые возможности для техники и, в частности, для химической технологии. Первое из них—способность связываться в системы, действуя при этом строго согласованно. В этих системах имеется, как мы знаем, механизм регулирования, причем специфические вещества могут интенсивно влиять на их активность скорость процессов управляется за счет саморегулирования системы по типу обратной связи. Второе свойство, наглядно выявляемое в живой клетке, определяют словами динамичность структуры этих катализаторов. Здесь имеют в виду то, что они непрерывно распадаются и затем вновь возникают (клеточный биосинтез). Активность катализаторов, как это давно известно, часто повышается одновременно со снижением их устойчивости однако в технике это могло бы быть выгодным — лучше иметь непрочный катализатор, но очень быстро и точно выполняющий свои функции. В клетке, благодаря тонкой системе регулирования, после распада сразу возникнут новые порции фермента (катализатора) взамен разрушившихся, и таким образом система в целом будет вполне устойчивой и притом работающей наиболее эффективно. Любой фактор, уничтожающий фермент, может быть нейтрализован за счет процесса быстрого образования новых молекул катализатора. [c.331]

Важным фактором повышения питательной ценности кормов сельскохозяйственных животных является наличие в них витаминов — биологически активных веществ разного химического строения и необходимых для поддержания жизнедеятельности организмов. Биологическая активность витаминов определяется тем, что они в качестве активных групп входят в состав каталитических центров ферментов. Поэтому при недостатке этих веществ понижается активность соответствующих ферментов и, как следствие, ослабляются или полностью прекращаются биохимические процессы, происходящие с участием данных ферментов. Последнее является причиной ряда серьезных заболеваний, вызванных недостатком витаминов. [c.284]

Направление и гштенсивность обмена белков в первую очередь определяются физиологическим состоянием организма и несомненно регулируются, как и все другие ввды обмена, нейрогормональными факторами. Более интенсивно обмен белков протекает в детском возрасте, при активной мышечной работе, беременности и лактации, т.е. в случаях, когда резко повышаются потребности в белках. Существенное влияние на белковый обмен оказывает характер питания и, в частности, количественный и качественный белковый состав пищи. При недостаточном поступлении белков с пищей происходит распад собственных белков ряда тканей (печени, плазмы крови, слизистой оболочки кишечника и др.) с образованием свободных аминокислот, обеспечивающих синтез абсолютно необходимых цитоплазматических белков, ферментов, гормонов и других биологически активных соединений. Таким образом, в жертву приносятся некоторые строительные белки тканей для обеспечения жизнедеятельности целостного организма. Введение с пищей повышенных количеств белка, напротив, не оказывает заметного влияния на состояние белкового обмена, поскольку [c.411]

В случае бактериальной РНК-полимеразы можно попытаться определить роль индивидуальных полипептидов, функционирующих на разных стадиях транскрипции. Эукариотический фермент очищен значительно хуже, и основная трудность заключается в выделении истинной РНК-полимеразной активности из неочищенного экстракта. В последующих главах мы подробно разберем все факторы, участвующие в реакции транскрипции РНК с ДНК-матрицы. [c.133]

Как было установлено, скорость реакции, катализируемой исходным ферментом, является фактором, ограничивающим скорость общей реакции ее определяют путем непрерывного измерения изменяющейся со временем оптической плотности при 340 нм и выражают в микромолях в 1 мин, зная коэффициент экстинкции (6,224-10 см моль) и объем реакционной смеси. Затем вычисляют удельную активность в микромолях субстрата, фосфорилируемого в 1 мин, на 1 мг белка. [c.389]

Особенно велики энергии переноса бензольной группы С НзСНг-, которая сильно ускоряет реакцию, если входит в состав субстратов. Энергия стабилизации за счет этого фактора доходит до 30 кДж/моль. Другой фактор стабилизации переходного состояния ферментативной реакции определяется электростатическим взаимодействием противоположно заряженных функциональных хрупп активного фермента и субстрата. Наблюдаемые значения [c.727]

Общие соображения. Почти все ферменты крайне чувствительны к концентрации водородных ионов. Активность ферментов всегда уменьшается при изменении pH в любую сторону от некоторого (оптимального) и сравнительно узкого интервала значений. Влияние рП определяется сочетанием трех факторов 1) необратимыми изменениями структуры белка при экстремальных значениях pH, в том числе и изменением ирочности и способа связывания ферментов с нростетическими группами 2) влиянием pH на степень ионизации субстрата и 3) влиянием pH на связывание субстрата с ферментом и на реакционную способность при катализе. Мы рассмотрим здесь только третий фактор. Что же касается первых двух, то их влияние можно определить независимо от самой реакции, кинетика которой исследуется, и на это влияние должны быть сделаны соответствующие поправки. [c.185]

В рамках сделанных допущений приведенные модели описывают процесс конформационной релаксации в фермент-субстрактном комплексе, ведущий к образованию продуктов реакции (см. 2, гл. XIV). Структурные факторы определяют время образования продуктивной конфигурации. Увеличение размерности конфигурационного пространства М, зависящего от числа функциональных групп и необходимых одновременных контактов между ними, должно, конечно, приводить к замедлению этого процесса. Однако высокая скорость и направленный характер химических превращений в образованных многоцентровых активных конфигурациях не лимитирует общую скорость катализа. Таким образом, общая скорость ферментативного катализа определяется характерным временем образования нужной конформации в активном центре при естественном сближении соответствующих групп за счет внутримолекулярной динамики. Это время сравнимо по порядку величины с временами оборота фермента. [c.440]

Определить зависимость величины активности изучаемого фермента от концентрации белка в пробе. Выбрать такие концентрация фермента, при которых величины активности фермента были бы пропорциональны его концентрации. Кроме того, следует учитывать, что в тканевых экстрактах и биологических жидкостях могут присутствовать ингибиторы протеолитических ферментов. При разведении пробы их концентрация снижается и протеолитическая активность увеличивается. Определяя фактор разведения , можно одновременно с подбором оптимальных условий для определения про-теолитической активности выявить и наличие ингибитора. " [c.207]

Фактором, определяющим силу взаимодействия между двумя молекулами, возможно, даже более важным, чем водородная связь или электростатическое притяжение, является гидрофобное связывание [8,84]. Молекулы или части молекул, недостаточно сольватируемые водой, разрушают сеть водородных связей, составляющую структуру растворителя. Это разрушение снижается в случае сближения таких молекул, в результате чего уменьшается общая площадь контакта неполярной поверхности с водой. Углеводороды, например, образуют отдельную вторую фазу, в то время как детергенты, обычно представляющие собой длннноце-почечные углеводороды с полярными группами с одного конца, образуют мицеллы [9]. Последние представляют собой шарообразные агрегаты молекул с заряженными концевыми группами на поверхности, сольватпрованными водой и с углеводородными цепочками внутри, в контакте только друг с другом. Маленькие неполярные участки или полости на поверхности белка также слабо сольватированы водой, однако они не контролируют состояния агрегации молекулы в целом. Эти участки могут, однако, взаимодействовать с гидрофобными молекулами или частями молекул близкого размера, соединяясь с ними, в результате чего уменьшается общая площадь контакта неполярной поверхности с водой, как это указано выше. При обсуждении трехмерной структуры химотрипсина уже рассматривался пример такого рода (см. с. 488). Вблизи активного центра этого фермента располагается образованный гидрофобными группами карман [46], размер которого позволяет связыванию в нем индольного бокового радикала остатка триптофана. Сам индол прочно связывается в этом кармане (энергия связывания 60 кДж-моль ) [88]. Селективность действия химотрипсина в отношении той или иной пептидной связи в большой степени определяется комплементарно-стью соответствующего бокового радикала аминокислоты этому гидрофобному карману. [c.505]

Если конъюгат аминокислоты и пиридоксальфосфата ориентирован в активном центре фермента таким образом, что карбоксильная группа располагается перпендикулярно плоскости конъюгата, то пространственные и электронные факторы благоприятствуют протеканию реакции декарбоксилирования. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что при катализе а-декарбо.ксилазами пространственное расположение атомов вокруг связи а-С—N определяется связыванием перифери- [c.206]

Так как метаногены используют ограниченный набор субстратов, их распространение в природе тесно связано с развитием образующих эти субстраты микроорганизмов. Совместно с последними метанобразующие бактерии обеспечивают протекание в природе важного крупномасштабного процесса — анаэробного разложения органических соединений, в первую очередь целлюлозы. Вьщеляют 3 основные стадии анаэробного разложения органического вещества. Первая — определяется деятельностью микроорганизмов с активными гидролитическими ферментами. Они разлагают сложные органические молекулы (белки, липиды, полисахариды) на более простые органические соединения. Вторая стадия связана с активностью водородобразующих бродильщиков, конечными продуктами метаболизма которых являются Н2, СО2, СО, низшие жирные кислоты (в первую очередь ацетат) и спирты. Завершают анаэробную деструкцию органического вещества метанобразующие бактерии. Поскольку главным экологическим фактором, определяюшим развитие метаногенов, является выделение Н2, в природе созданы и существуют ассоциации между водородвьщеляющими и метанобразующими бактериями. Примером такой естественной системы могут служить бактериальные ассоциации, обитающие в рубце жвачных животных и обеспечивающие разложение целлюлозы, пектина и других органических субстратов. О масштабности процессов, связанных с деятельностью метанобразующих бактерий, свидетельствует тот факт, что более 20 % мировых запасов СН4 имеют биогенное происхождение. [c.431]

Функции РФ, ФМН и ФАД, а также аналогов РФ определяются их коферментной активностью и отребностью организмов в ферментах, имеющих эти соединения в виде простетической группы. Эта потребность определяется 3 факторами [c.263]

Токсическое действие. Является преимущественно гемотропным, в то время как яды пчел — в большей степени нейротропны. Гемолитический белок — полистин — в сочетании с кининами, вызывающими повышение сосудистой проницаемости, обусловливают выраженную местную реакцию на яд. Сильный болевой синдром определяется наличием в нем сочетания гистамина с ацетилхолином. Кинины являются важным патогенетическим фактором, ответственным за развитие многих местных и общих симптомов, в частности, действие на гладкую мускулатуру. Широкий спектр гидролитических ферментов яда шершня определяет его выраженные цитотоксические свойства, тем более что по своей фосфолипазной активности он на два порядка превосходит все другие животные яды наличием в яде биогенных аминов и ацетилхолина во многом объясняется его действие на сердечно-сосудистую систему. [c.733]

Фосфофруктокиназа (ФФК)-это сложный аллостерический фермент, управляемый многими положительными и отрицательными модуляторами. Механизмам его регуляции (у разных клеток различным) посвящены десятки научных статей. В скелетных мыщцах активность фосфофруктокиназы определяется концентрациями субстратов этого фермента (АТР и фруктозо-6-фосфата) и его продуктов (ADP и фруктозо-1,6-дифосфата) все эти соединения играют роль аллостерических регуляторов. Очень важны также в качестве регуляторов АМР, цитрат, ионы Mg , фосфат и некоторые другие метаболиты, присутствующие в мышечной ткани (табл. 15-1). Однако, хотя регуляции ФФК зависит от сложного взаимодействия ряда факторов, главными отрицательными модуляторами этого фермента являются АТР и цитрат, а самыми активными положительными модуляторами-АМР и фруктозо-1,6-дифосфат. Всякий раз, когда при очень активном мыщечном сокращении концентрация АТР падает, а энергии требуется больше, фосфофруктокиназная активность усиливается, даже если концентрация фрукто-зо-6-фосфата очень низка (об этом свидетельствует тот факт, что зависимость [c.465]

Характер процессов роста и развития, соотношение между ними обусловлены, прежде всего, генетическими факторами. Тип развития каждого индивидуума определяется программой, заложенной в его коде. Физиологическая функция генов заключается в передаче информации клетке через матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) и ферменты. Причем никогда не происходит одновременной передачи всей имеющейся информации, т. е. не синтезируются одновременно все потенциально возможные ферменты. В связи с этим, существуют одновременно активные (продуцирующие РНК) и неактивные гены. Благодаря генной регуляции происходит активация генов (индукция) и инактивация (репрессия) (Дубинин, 1986 Льюин, 1987). Таким образом, рост и развитие растений представляет собой процесс, связанный с избирательной экспрессией генов. [c.330]

Глюкагон. Повышение содержания сахара в крови после введения экстрактов поджелудочной железы происходит не только вследствие действия фермента инсулиназы, влияющей на активность инсулина, но и под влиянием полипептида, получившего название глюкагон. Этот гипер-гликемический фактор образуется в а-клетках островковой ткани поджелудочной железы его молекулярный вес составляет около 3500. Последовательность аминокислот в этом полипептиде определена. Внизу страницы приведено его строение. [c.351]

Процесс образования копий РНК на ДНК при участии РНК-полимеразы более понятен, несмотря на то что этот фермент имеет более сложнз ю структуру. Мол. масса его около 500 000, и состоит он из пяти субъединиц из двух а-цепей с мол. массой 39 000, одной -цепи с мол. массой 155 000, одной -цепи с мол. массой 165 000 и одной а-цепи с мол. массой 95 ООО. Однако а-субъединица связана с ферментом слабо и не является необходимой для каталитической активности. Ее функция состоит в распознавании стартовой точки для начала транскрипции цепи ДНК- В отсутствие о-цепи полимераза as (известная как кор-фермент) начинает синтез РНК беспорядочно от многих точек вдоль обеих цепей ДНК- Фактор а определяет положение точек (возможно, он узнает какой-то стартовый сигнал в последовагельности ДНК), с которых должен начинаться синтез соответствующей мРНК, кодирующей последовательность аминокислот фермента, и благодаря этому фактору РНК-полимераза начинает транскрипцию только с этих точек. Было высказано предположение о существовании нескольких о-факторов, распознающих разные стартовые точки, но этот вопрос пока остается открытым. [c.19]

Фермент нитрогеназа, который связывается с молекулой-Ыг(Ы = Ы) и восстанавливает ее до аммиака (ННз), может также присоединять ацетилен (НС = СН) и восстанавливать его до этилена (НС = СН). Обнаружение этой активности лежит в основе метода, с помощью которого азотфиксирующую активность растения можно определить непосредственно в поле. Определенное количество ацетилена в виде газа вносится в корнеобитаемую среду растения и через некоторое время удаляется Количество ацетилена, превращенное в этилен, служит показателем азотфиксирующей способности корней данного растения. Поскольку как ацетилен, так и этилен являются газами, даже-незначительные их количества можно анализировать методом газовой хроматографии, поаволяющим без больших затрат быстро получать точные данные. Используя этот метод, физиологи растений исследовали азотфиксирующую способность растений сои в онтогенезе и изучили физиологические факторы, влияющие на эффективность процесса. Это важно для выявления путей дальнейшего повышения продуктивности растений. [c.221]

Относительно быстрая реставрация структуры ферментов по сравнению с медленным восстановлением их биологической активности показывает, что промежуточные конформационные состояния образуются в заметных концентрациях. Тот факт, что полученные на разных стадиях ренатурации спектры ДОВ и спектры флуоресценции не имеют изосбестической точки, совпадающей с пересечением спектральных кривых состояний N и О, свидетельствует о том, что все промежуточные состояния одновременно присутствуют в растворе и находятся в равновесии. Условия окружения, а именно наличие или отсутствие специфических субстратов или кофакторов, их концентрация, значения pH раствора, ионной силы и концентрация белка, существенно влияют на скорость пространственной организации молекулы и на ее биологическую активность. Анализ полученных данных привел авторов к выводу, что свертывание фумаразы, энолазы и альдолазы определяется прежде всего термодинамическими факторами, а у трех других белков существенно влияние также кинетических факторов. У предста- [c.354]

Противоречивые данные получены также при исследовании избирательности связывания белков с различными фосфолипидами. Так, селективность взаимодействия фосфолипидов, несущих определенные полярные группы, была выявлена для родопсина, На+, К -АТФазы из 8диа1из a antus, цитохром-с-оксидазы, Са +-АТФазы. Вместе с тем многочисленные эксперименты по реактивации выделенных мембранных ферментов путем добавления экзогенных липидов и детергентов показали, что в большинстве случаев не существует специфических белок-липидных взаимодействий, обеспечивающих ферментативную активность разные типы липидов могут одинаково влиять на функционирование мембраносвязанных белков. Несмотря на то, что взаимодействие липидов с интегральными белками носит в основном гидрофобный характер, электростатические силы связывания заряженной гидрофильной части белковой молекулы и полярных групп окружающих липидов могут существенно влиять на характер липидного микроокружения белка. Кроме того, для активирующего действия липидов по отношению к некоторым мембранным ферментам важны такие факторы, как степень подвижности ацильных цепей и способность липидов образовывать мицеллы. По-видимому, сродство разных липидных молекул к белкам мембраны определяется не спецификой белков, а спецификой липидных молекул. [c.60]

Антагонистические отношения между патогенами самой различной природы и инфицируемым хозяином приводят к разнонаправленным адаптационным процессам, в основе которых лежит все та же необходимость выжить в конкретных условиях среды. С одной стороны, патоген стремится преодолеть защитные механизмы хозяина, модифицируя посредством отбора свою антигенную и биосинтетическую характеристику. С другой стороны, та же потребность — выжить под натиском патогенов — определяла совершенствование механизмов иммунной защиты. Думается, что одним из движущих факторов (хотя и не единственным) эволюционного становления и совершенствования специфического иммунитета явилась способность микроорганизмов посредством мутационных изменений ускользать от защитных сил хозяина. Примером способности патогенов препятствовать защитным иммунным механизмам может служить возбудитель чумы Yersinia pestis. Возбудитель чумы обладает белком, который получил название — белок I, или белок рНб. При физиологически нормальных значениях pH окружающей среды (7,2-7,4) данный белок не экспрессируется. Его появление на поверхности клеточной стенки регистрируется при кислых значениях pH. Как известно, такие значения pH характерны для фаголизосом фагоцитирующих клеток — наиболее активных участников врожденного, неспецифического иммунитета. Экспрессия белка I на клеточной стенке возбудителя чумы защищает патоген от протеолитического действия лизосомальных ферментов. Неслучайно чума относится к фуппе особо опасных инфекционных заболеваний человека. [c.332]