Связывание ингибиторов

Ингибирование бывает обратимым и необратимым. Последнее относится к реакциям, приводящим к безвозвратной потере активности фер- мента [33а]. Примером необратимого ингибирования может служить инактивация фермента ацетилхолинэстеразы под влиянием ядов нервно-паралитического действия — фосфорорганических соединений (гл. 7, разд. Г, 1). Часто стадии необратимой инактивации предшествует обратимое связывание ингибитора с комплементарным ему центром на поверхности молекулы фермента. Здесь мы не будем рассматривать математическую обработку кинетических данных, соответствующих необратимому ингибированию, и ограничимся обсуждением количествен лых аспектов действия обратимых ингибиторов. [c.27]

Обозначим скорость первой реакции через Ор (скорость роста цепи), а скорость второй реакции через (скорость ингибирования). Очевидно, если v Dp, то полимер не будет образовываться до тех пор, пока не израсходуется весь ингибитор. Только после полного исчерпания ингибитора начнет протекать нормальный процесс незаторможенной полимеризации. Если v < Dp, то роль ингибитора сводится главным образом к обрыву растущих цепей, в результате чего снижается скорость полимеризации и уменьшается молекулярная масса полимера. Во всех промежуточных случаях будут одновременно протекать реакции роста цепи, связывания ингибитором активных центров и обрыва ингибитором цепей с преобладанием одной из них. [c.73]

Неконкурентное действие. Если устойчивость тройного комплекса БЫ близка к устойчивости двойного Е1, связывание ингибитора I не влияет на сродство фермента к иммобилизованному лиганду и присутствие ингибитора не влияет на удерживание фермента. [c.92]

Кооперативный характер связывания ферментов с субстратами имеет, пожалуй, такое же большое физиологическое значение, как и кооперативное связывание гемоглобина с кислородом, которое обеспечивает более эффективное высвобождение связанного кислорода в тканях (гл. 4, разд. Д, 5). Кооперативность связывания субстрата отсутствует в том случае, когда благодаря избытку активатора фермент переходит в состояние R (В), при котором связывающие центры ведут себя независимо. В то же время связывание активатора должно характеризоваться сильно выраженной кооперативностью, т. е. скорость реакции должна изменяться при изменении концентрации активатора сильнее, чем в случае гиперболической активации. Аналогичным образом кооперативное связывание ингибитора обеспечивает более быстрое выключение фермента при увеличении концентрации ингибитора. По-видимому, эволюция олигомерных ферментов (по крайней мере отчасти) обусловлена большей эффективностью механизмов регуляции, в основе которых лежит кооперативное связывание эффекторов. [c.39]

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]

Подобно Три-108, остатки Трн-62 и Три-63 также расположены в щели для связывания субстрата, где расположен активный центр. Считается, что эти два остатка участвуют в связывании субстратов. После обработки лизоцима N-бромсукцинимидом пик III исчезает [26], что подтверждает его отнесение к Три-26, который, как известно, избирательно окисляется в этих условиях до оксин-дола [36]. При связывании ингибитора изменяются только положения пиков III и V. Это, ио-видимому, обусловлено образованием водородных связей NH-протонов с ингибитором, так что можно отнести пик V к Три-63. [c.359]

Инд кционный период в полимеризации прямо пропорционален количеству прибавленного ингибитора, чем доказывается стехиометрическая химическая реакция связывания ингибитора [131, 132]. [c.226]

Прежде всего необходимо отметить, что круг ингибиторов обычно значительно превышает круг субстратов и специфичность фермента к ингибированию оказывается меньше его субстратной специфичности. В общем виде причина этого достаточно ясна даже при рассмотрении одних лишь конкурентных ингибиторов. Если для катализа необходима адсорбция субстрата и его строгая ориентация относительно каталитических групп, то для ингибирования достаточно не только взаимодействия со всем адсорбционным центром, но и простого связывания ингибитора отдельными элементами адсорбционного центра, как правило состоящего из нескольких участков адсорбции. Поэтому изучение ингибирующего действия разнообразных структурных аналогов субстратов помогает в исследовании адсорбционных центров ферментов и свойств их отдельных элементов, а также химической природы основных, активных для катализа групп фермента. [c.70]

В ряде случаев для ХТ существует линейная корреляция мекду логарифмом константы связывания ингибиторов и субстратов,и разными параметрами, характеризующими гидрофоб-ность заместителя. В качестве таких параметров могут быть [c.53]

Связывание ингибиторов зависит также от олигомерного состояния фермента [2580]. [c.243]

Аллостерические ферменты представляют собой олигомеры они состоят из двух, четырех, шести (или более) идентичных или различных субъединиц, способных взаимодействовать друг с другом. Связывание ингибитора искажает трехмерную структуру фермента это искажение передается активному центру и вызывает подавление активности фермента. Следовательно, некоторые метаболиты обладают способностью передавать информацию (обычно путем изменения концентрации) ключевым ферментам о состоянии обмена веществ в клетке, в частности сигнализировать о необходимости прекращения дальнейшего функционирования данного метаболического пути. [c.12]

Мы предполагаем, что процесс установления равновесия для связывания ингибитора является быстрым по сравнению со скоростью суммарной реакции [уравнение (16.33)], так что при вычислении концентраций 1 и Е1 можно воспользоваться константой равновесия К . Далее легко показать, что если суммарная концентрация ингибитора намного превышает суммарную концентрацию фермента, то уравнение (16.37) принимает вид [c.90]

В настоящей работе предлагается изучить кинетику торможения НАДН-оксидоредуктазной активности препарата Кейлина—Хартри ро-теноном и определить кинетические и термодинамические параметры связывания ингибитора с ферментом. Реакция окисления НАДН кис--лородом сопровождается поглощением стехиометрического протона и может быть измерена с помощью регистрирующего рН-метра. [c.441]

Чтобы выявить наличие кон курентного ингибирования, обыч-но строят графики зависимости u/[S] от V, описываемые уравнением (6-45), или 1/и от 1/[S] [уравнение (6-46)] для реакций, протекающих в отсутствие ингибитора и в его присутствии при одной или нескольких фиксированных концентрациях. 1ри наличии конкурентного ингибирования получают семейство прямых, пересекающихся с одной и осей в точке 1/Утах (рис. 6-6). Иначе говоря, максимальна скорость не изменяется в присутствии конкурентного ингибитора. Если взять достаточно высокую концентрацию субстрата то всегда можно насытить фермент субстратом и ПОЛНОСТЬЮ -исключить связывание ингибитора. Из изменения наклона с ростом концентрации ингибитора нетрудно при помощи уравнений (6-45) или (6-46) рассчитать величину Kl. [c.28]

Известны ферменты (и число их непрерывно растет), которые наряду с каталитическими субъединицами, несущими активные центры, содержат регуляторные субъединицы, слабо (или, напротив, сильно) взаимодействующие с каталитическими субъединицами и выступающие в роли аллостерических модификаторов. В свою очередь регуляторные субъединицы могут претерпевать конформационные изменения, индуцируемые связыванием ингибиторов или активаторов. Наилучшим примером такого рода служит аспартат—карбамоилтрансфераза (гл. 4, разд. Г). Ее регуляторные субъединицы содержат центры связывания цитидинтрифосфата (СТР), который выступает в роли специфического ингибитора фермента. Значение этого ингибирования с точки зрения регуляции становится очевидным, если учесть, что аспартат—карбамоилтрансфераза катализирует первую реакцию пути синтеза пиримидиновых нуклеотидов (гл. 14, разд. Л, 1). СТР является конечным продуктом этого пути и вызывает ингибирование фермента по принципу обратной связи. [c.39]

Какова структура активных центров Благодаря кристаллографическим исследованиям мы можем неиосредственно увидеть , как устроено все большее и большее их число. Однако рентгеноструктурный анализ обычно не позволяет получить четкого представления о конформацион-ных изменениях, обеспечиваюш их индуцированное соответствие. Кроме того, кристаллографические исследования с высоким разрешением проведены лишь для относительно небольшого числа ферментов. Поэтому для выяснения структуры активного центра энзимологи продолжают широко использовать традиционные химические методы картирования , измеряя константы связывания ингибиторов, структуру которых последовательно изменяют, и исследуя, как влияют изменения структуры субстратов на связывание и скорость реакции. Хорошим примером исследования такого рода может служить работа Мейстера (Meister) и его сотрудников, исследовавших глутаминсинтетазу из мозга овцы. Субстратами фермента являются как D- и L-глутаминовая кислоты, так и а-аминоадипиновая кислота. В то же время из десяти монометильных производных D- и L-глутаминовой кислот субстратами глутаминсинте-тазы могут служить только три. Если допустить, что субстраты связываются в полностью вытянутой конформации, то все атомы водорода, замена которых не приводит к исчезновению активности, лежат с одной стороны остова молекулы (за плоскостью рисунка на следующих двух схемах) [c.43]

Н СОННН в данном случае ингибитор, а не субстрат . Очевидно, что в фермент-ингибиторных комплексах этого типа интермедиат не может трансформироваться ни в прямом, ни в обратном направлениях, по-видимому, вследствие слишком прочнога связывания ингибитора. Прямая реакция, распад тетраэдрического интермедиата, включает расщепление связи С—М, что может иметь место в случае протонирования атома азота, т. е. превращения последнего в удовлетворительную уходящую группу. Вероятным источником необходимого для этого протона является имидазольная группа системы переноса заряда. Подобный процесс может иметь место в том случае, если конформация тетраэдрического интермедиата изменяется по сравнению с показанной на схеме (31) (что дает важный дополнительный выигрыш, заключающийся в предотвращении обратной реакции) так, как это показано на схеме (32). [c.492]

В отношении субстрата, так и ингибитора, имеющих обычно совершенно различные трехмерные структуры и, таким образом, шллостеричных- [152]. Последнее непременно предполагает невозможность для ингибитора связываться в активном центре, подобно классическим (изостерическим) ингибиторам. Большое число данных, включая рентгеноструктурные, подтверждают предположение, что в регуляторных ферментах имеются отличающиеся друг от друга каталитические (субстрат-связывающие) и ал-лостерические (ингибитор-связывающие) центры. Эффект связывания ингибитора в аллостерическом центре передается через белок — посредством ряда конформационных изменений (часто путем легко регистрируемого взаимодействия между субъединицами) и в конечном счете влияет на активный центр. Таким путем не участвующие в реакции, катализируемой определенным ферментом, метаболиты могут регулировать его активность, модифицируя либо связывание субстрата, либо каталитическую функцию, либо, наконец, оба этих процесса [147, 148]. [c.538]

Конкурентное ингибирование может быть вызвано веществами, имеющими структуру, похожую на структуру субстрата, но несколько отличающуюся от структуры истинного субстрата. Такое ингибирование основано на связывании ингибитора с субстратсвязывающим (активным) [c.148]

С изолейцином норлейцина, который вытесняет изолейцин из этого центра, активность восстанавливается. При низких концентрациях субстрата валин активирует треониндезаминазу, увеличивая ее сродство к треонину. Между валином и изолейцином существуют отчасти конкурентные отношения. Таким образом, можно заключить, что валин взаимодействует с каким-то третьим центром фермента, увеличивая сродство активного центра к субстрату (треонину) и уменьшая сродство центра для связывания ингибитора к изолейцину. [c.17]

Этот случай обычно отличают от ингибирования и называют его инактивацией . На практике, однако, этому различию не всегда придают значение, и это весьма прискорбно, так как внешне кинетическое поведение в этом случае ничем не отличается от случая чистого неконкурентного ингибирования, которое имеет совершенно иные причины Ч Особенно важно, что в случае. необратимого ингибирования ничего нельзя сказать относительно места связывания ингибитора в молекуле фермента это место может совпадать и может не совпадать с местом связывания субстрата. Все эти сообра- [c.71]

По данным Кузьминского [281 ], окисление натрийбутадиено-вого каучука при 100—120 °С в присутствии фенил-р-нафтиламина сопровождается полным связыванием ингибитора полимером. [c.132]

Электростатическая модель мицеллярного эффекта при гидролизе моноэфиров фосфорной кислоты подтверждается также результатами опытов по ингибированию мицеллярного катализа [136, 139]. Показано, что катализ гидролиза дианионов динитрофе-нилфосфатов БЦТА подавляется низкими концентрациями многих солей (рис. 9). Простые электролиты, такие, как хлористый натрий, фосфат натрия, динатрийборат, мало влияют на каталитические свойства мицелл. Однако соли с объемистыми органическими анионами, такие, как п-толуолсульфонат натрия и натриевые соли арилкарбоновых и арилфосфорных кислот, сильно подавляют мицеллярный катализ БЦТА. По уравнению (14) и рис. 10 были рассчитаны константы ингибирования Ki [139], представленные в табл. 9. Линейность графиков на рис. 10 подтверждает предположение о конкурентном ингибировании, т. е. о вытеснении молекулы субстрата из мицелл при связывании ингибитора (разд. П1). [c.286]

Ингибирование ферментативных реакций может происходить в результате связывания ингибирующих веществ с различными формами фермента, субстратами или активаторами. Мы огра-ничихмся обсуждением связывания ингибиторов с различными формами фермента, так как это основной тип связывания в процессе ингибирования продуктом. Если в систему, где протекает обычная химическая реакция в прямом направлении с доступной измерению скоростью, добавить один из продуктов реакции, то общая скорость прямой реакции уменьшится, потому что увеличится скорость обратной реакции. Точно так же замедляется прямая реакция при добавлении продукта в реакцию, катализируемую ферментом. Однако последний случай более сложен, так как мы должны при этом учитывать образование специфического комплекса фермент — продукт. В действительности именно это усложнение позволяет нам применять в модельных исследованиях ингибирование продуктом. Прежде чем мы увидим, как работает метод Клеланда, необходимо объяснить некоторые основные правила, касающиеся анализа с помощью ингибирования продуктом. [c.358]

МЕТАЛЛОКАРБОАНГИДРАЗЫ АПОФЕРМЕНТЫ, СВЯЗЫВАНИЕ МЕТАЛЛА, СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ И СВЯЗЫВАНИЕ ИНГИБИТОРОВ [c.577]

Эти адсорбенты применяются в различных видах хроматографии. Гидроксильные группы этого пористого сополимера можно легка заменить на другие функциональные группы, которые могут послужить, в частности, сшивкой для иммобилизации ингибиторов ферментов в аффинной (биоспецифической) хроматографии [101—102а] (см. разд. 11.10). На схеме (г) приведены реакции, используемые для модифицирования поверхности этого полимера эти реакции применяют для связывания ингибитора в биоспецифической хроматографии [c.60]

В соответствии с этим индукционных период в полимеризации прямопропорционален количеству прибавленного ингибитора, чем доказывается 4 техиометрическая химическая реакция связывания ингибитора. 250,252 Клебапский и Сорокина нашли, что нри полимеризации хлоронрена в присутствии больших количеств некоторых ингибиторов (НзЗ, 8, НЗСНзСООН и др.) реакция не происходит. Если же эти вещества взять в небольших количествах, то получаются полимеры, содержащие химически связанную серу в количестве 0.1 0.2%. В случае тиогликолевой [c.237]

ТОГО фермента, который этим ингибитором регулируется. Один из этих способов заключается в том, что ингибитор нарушает образование фермент-субстратного комплекса, т. е. понижает сродство активного центра фермента к его субстрату. Другой способ состоит в том, что ингибитор нарушает превращение связанного с ферментом субстрата в продукт, т. е. снижает число оборотов. Как бы то ни было, но в обоих случаях ингибитор образует комплекс с ферментом, связываясь со специфическим участком на его поверхности. Этот специ( )ический участок имеет высокое сродство к ингибитору и полностью отличен от активного центра. (Неиден-тичность активного центра и участка связывания ингибитора почти вытекает уже из того, что структура субстратов, к которым приспособлен активный центр антранилат-синтетазы, —хоризмовой кислоты и глутамина — совершенно не похожа на структуру ингибитора этого фермента — триптофана.) Соединение ингибитора с участком его связывания вызывает изменение третичной и(или) четвертичной структуры фермента. [c.110]

Связывание ингибиторов во многих случаях приводит к конформавдонным перестройкам в белке, что проявляется в изменениях их спектральнь л и доухих физико-химических свойств [1375], в изменении рй ионогенных групп, сопровождающемся связыванием или отщеплением протона [2575-25771, а также в большей устойчивости комплексов ферментов с некоторыми ингибиторами к денатурации по сравнению со свободными белками [2578,25793. [c.243]

Ковалентную связь с ферментом образуют и такие ингибиторы, как а -макро-глобулин [28341. Для объяснения ингибиторных свойств этого белка была предложена [28351 гипотеза "захвата". Она заключается в том, что связывание ингибитора с ферментом сопровождается расщеплением ингибитора и существенными конформационными перестройками, приводящими к появлению свободных SH-rpynn, маскированных в нативном а -макроглобулине в виде тиозфира с остатками Glu. Карбоксильные группы Glu образуют затем ковалентную связь с ингибируемым ферментом [2759, 2836-28391 [c.260]

Процессы десольватации приводят к положительному изменению энтропии за счет увеличетя числа трансляционных степеней свободы системы при высвобождении молекул Риды. Подробно вклад различных факторов в энергию связывания ингибиторов термолизином рассмотрен в работах [2596,3007]. [c.280]

Нетрудно предсказать далее характер ингибирования продуктом реакции для любого другого механизма. Поскольку для анализа остальных двухсубстратных-двухпродуктных механизмов не требуется ничего принципиально нового, мы предлагаем читателю в качестве упражнения провести подобный анализ самостоятельно. Наиболее надежные данные об ингибировании продуктом реакции удается получить, анализируя уравнение скорости, однако те же результаты может дать исследование механизма реакции без вывода уравнения. Конкурентное ингибирование возникает в одном из двух случаев во-первых, когда ингибитор присоединяется к тем же формам, то и субстрат с варьируемой концентрацией, причем связывание одного лиганда исключает связывание другого, и, во-вторых, когда ингибитор, связываясь, вытесняет субстрат с варьируемой концентрацией (как это имеет место, например, в механизме Теорелла—Чанса). Обе ситуации означают, что связывание ингибитора препятствует связыванию субстрата, и приводят к одинаковому изменению уравнения скорости. Бесконкурентное ингибирование наблюдается в том случае, когда отсутствуют обратимые пути между стадиями связывания субстрата и связывания продукта. Для двух-продуктных механизмов бесконкурентное ингибирование в основном ограничивается уже рассмотренным случаем ингибирование первым продуктом для механизма с образованием тройного комнлекса и упорядоченным связыванием субстрата при насыщающей концентрации второго субстрата. Однако для реакций с тремя и большим числом продуктов бесконкурентное ингибирование встречается чаще, а, например, для механизмов с упо- [c.132]

Реакция взаимного превращения фруктозо-6-фосфата и фруктозо-1,6-дифосфата может служить иллюстрацией еще одного важного аспекта метаболического контроля. Продукт этой реакции и конечный продукт гликолитической цепи различаются между собой. Действительно, в реакции, катализируемой фосфофруктокиназой, АТФ выступает в роли субстрата,, в то время как функцией гликолиза в целом, если его рассматривать как путь, ведущий к циклу трйкарбоновых кислот и транспорту электронов-является наработка больших количеств АТФ. Таким образом, АТФ следует считать продуктом гликолиза, несмотря на то что он является субстратом реакции, контролирующей скорость гликолиза. Поэтому обычное ингибирование фосфофрукто-киназы продуктом, АДФ, приводит к эффекту, обратному желаемому для того чтобы обеспечить стационарное снабжение энергией, фосфофруктокиназа должна ингибироваться конечным продуктом цепи, АТФ, что и наблюдается в действительности. Подобный тип ингибирования не может быть реализован на основе обычных механизмов, т. е. путем связывания ингибитора, являющегося структурным аналогом субстрата. В одних случаях такие ингибиторы могут вызывать нежелательный эффект, а в других конечный продукт цепи может иметь незначительное структурное сходство с любым из участников стадии, которая является контролирующей (например, Ь-гистидин имеет очень мало сходства со своим предшественником в биосинтетической цепи — фосфорибозилпирофосфатем). Ингибирование или активация соответствующими метаболическими эффекторами возможны благодаря тому, что во многих регулируемых ферментах имеются центры связывания эффектора, которые пространственно удалены от каталитических центров. Эти центры названы [c.164]