Неконкурентное необратимое ингибирование

Неконкурентное необратимое ингибирование [c.163]

Типы ингибирования. Различают обратимое и необратимое ингибирование. Если ингибитор вызывает стойкие изменения пространственной третичной структуры молекулы фермента или модификацию функциональных групп фермента, то такой тип ингибирования называется необратимым. Чаще, однако, имеет место обратимое ингибирование, поддающееся количественному изучению на основе уравнения Михаэлиса-Ментен. Обратимое ингибирование в свою очередь разделяют на конкурентное и неконкурентное в зависимости от того, удается или не удается преодолеть торможение ферментативной реакции путем увеличения концентрации субстрата. [c.148]

Следует указать, что неконкурентное ингибирование также может быть обратимым и необратимым, поскольку отсутствует конкуренция между субстратом и ингибитором за активный центр. Примеры необратимого ингибирования приведены ранее. При обратимом неконкурентном ингибировании субстрат S и ингибитор I связываются с разными центрами, поэтому появляется возможность образования как комплекса EI, так и тройного комплекса EIS последний может распадаться с освобождением продукта, но с меньщей скоростью, чем комплекс ES. [c.150]

Некоторые специфические низкомолекулярные вещества и ионы способны ингибировать ферменты. При необратимом ингибировании ингибитор ковалентно соединяется с ферментом или же связывается с ним настолько прочно, что его диссоциация идет очень медленно. В отличие от этого обратимое ингибирование характеризуется тем, что равновесие между ферментом и ингибитором устанавливается быстро. Конкурентный ингибитор препятствует связыванию субстрата в активном центре. Он уменьшает скорость реакции путем снижения относительного количества молекул фермента, связавших субстрат. При неконкурентном ингибировании ингибитор снижает число оборотов фермента. Конкурентное ингибирование в отличие от неконкурентного снимается при повышении концентрации субстрата таким путем можно различить эти два вида ингибирования. [c.128]

При неконкурентном ингибировании ингибитор необратимо реагирует с иным (по сравнению с тем, который атакуется субстратом) активным центром фермента, и за счет этого понижает активность, фермента. Максимальная скорость реакции ниже, чем з отсутствие ингибитора значение К остается неизменным. Действие лекарственных препаратов, ядов и ряда боевых отравляющих веществ основано на торможении действия ферментов. [c.660]

Таким образом, для определения бимолекулярной константы скорости необратимого взаимодействия фермента с ингибитором необходимо в стандартных условиях определить активность фермента (скорость ферментативной реакции) в отсутствие ингибитора (оо). Далее нужно к раствору фермента (в той же концентрации) прибавить ингибитор в концентрации [I]. Величина [I] может быть выбрана на основании предварительного определения концентрации ингибитора, при которой активность фермента подавляется полностью (при завершении реакции). При измерении берется в 20—100 раз ббльшая концентрация [I]. Для определения величин необходимо через различные промежутки времени прекратить (или существенно замедлить) взаимодействие фермента с ингибитором и определить остаточную активность фермента в тех же условиях, при которых была определена Vo. Расчет констант производится по уравнению (УП1.28). Основную трудность в этом методе представляет прекращение реакции фермента с ингибитором (в особенности неконкурентным) в нужный момент времени. Наиболее простой способ — проведение реакции ингибирования при достаточно высокой концентрации реагирующих веществ с последующим сильным разбавлением раствора перед введением в систему субстрата и измерением скорости ферментативной реакции. Например, если исходная концентрации фермента (и, соответственно, ингибитора) в 30—40 раз выше, чем необходимо для последующего измерения активности фермента, то разбавление системы в 30—40 раз приведет к снижению скорости взаимодействия фермента с ингибитором в 900—1200 раз. Тогда при достаточно быстром измерении начальной скорости каталитического превращения субстрата скоростью последующего ингибирования можно пренебречь. [c.116]

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 анализе линейной сопряженной системы полезно выяснить еще один вопрос что произойдет, если одна из стадий процесса будет необратимой Очевидно, в этих условиях процесс будет односторонним и влияние ингибитора будет совершенно иным. Большинство случаев такого рода не представляет интереса. Так, например, если необратима стадия, лимитирующая общую скорость процесса (скажем, если концентрация продукта реакции в растворе поддерживается на уровне, близком к нулю), ингибиторы влияют на V или на Кт точно так же, как в рассмотренном выше случае обратимого процесса. Продукт В будет накапливаться, и регулирование будет осуществляться по тем же законам. Аналогичным образом, если скорость процесса лимитирует стадия, предшествую щая необратимой, то при ингибировании этой лимитирующей стадии сопряженная система будет вести себя так же, как в предыдущем случае. Только в том случае, когда лимитирующая стадия следует за необратимой, поведение системы оказывается более интересным. Пусть стадия Ер (фиг. 27) является необратимой, а стадия Ед — лимитирующей. При конкурентном ингибировании Ед будет накапливаться В, что будет препятствовать ингибированию но если Е, ингибируется неконкурентно или бесконкурентно (или необратимо), накопление В будет лишь ограниченно восстанавливать скорость реакции. В этих условиях Ед работает, так сказать, столь [c.249]

В циклической системе, как и в линейной, обычно существует стадия, лимитирующая скорость процесса в целом скорость этой стадии, зависящая от концентрации ферментов и величин мономолекулярных констант скорости, определяет максимальную скорость всего циклического процесса. Как и в случае линейной системы, частичное ингибирование этой лимитирующей стадии приводит к накоплению некоторых промежуточных продуктов. Однако в циклической системе непосредственные последствия Этого накопления не всегда будут одними и теми же. Примем, что лимитирующей является реакция, катализируемая Ер, и посмотрим, что произойдет при уменьшении концентрации этого фермента вследствие воздействия необратимого ингибитора или при уменьшении V вследствие воздействия неконкурентного ингибитора. Вначале будет накапливаться О, что приведет к уменьшению результирующей скорости реакции на стадии Ег в направлении часовой стрелки. Помимо того, будет падать концентрация В. Концентрация С будет при этом подвергаться двоякому влиянию накопление О повышает ее, а убыль В — понижает. Результирующее изменение С может быть и положительным, и отрицательным, но оно всегда меньше, чем изменение концентраций В или О. Заметим, что идентификация промежуточного соединения, концентрация которого при ингибировании не меняется, как и в случае линейной системы, позволяет установить ингибируемую стадию, однако направление изме нений концентраций компонентов системы, не связанных непосредственно с этой стадией, предвидеть невозможно. [c.252]

Известны различные низкомолекулярные соединения, которые могут снижать скорость ферментативных реакций. Такие соединения называются ингабиторами ферментов. Важно понимать, что ингибирование — это один из нормальных способов регулирования активности ферментов. Многие лекарственные препараты и яды также действуют как ингибиторы ферментов. Ингибирование бывает конкурентным и неконкурентным. Неконкурентное ингибирование может быть обратимым и необратимым. [c.162]

Необратимое неконкурентное ингибирование [c.90]

Неконкурентное ингибирование вызывается веществами, не имеющими структурного сходства с субстратами и часто связывающимися не с активным центром, а в другом месте молекулы фермента. Степень торможения во многих случаях определяется продолжительностью действия ингибитора на фермент. При данном типе ингибирования благодаря образованию стабильной ковалентной связи фермент часто подвергается полной инактивации, и тогда торможение становится необратимым. Примером необратимого ингибирования является действие йодацетата, ДФФ, а также диэтил-и-нитрофенилфосфата и солей синильной кислоты. Это действие заключается в связывании и выключении функциональных групп или ионов металлов и молекуле фермента. [c.150]

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]

Однако существует два экспериментальных метода, с помощью которых можно различить эти два вида ингибирования. Кинетический метод основан на том, что для неконкурентного ингибирования, как мы увидим, и наклон прямых, и величины отсекаемых на осях координат отрезков при использовании метода двойных обратных величин изменяются линейно с изменением концентрации ингибитора, тогда как при необратимом ингибировании эта зависимость нелинейна. Второй метод — прямая проверка обратимости ингибирования, основанная на исследовании восстановления активности фермента после удаления р из раствора (методом гель-фильтрации). [c.71]

Ферменты могут быть выведены из строя веществами, которые образуют очень прочные ковалентные связи с группами, расположенными внутри активного центра, и которые препятствуют тем самым образованию комплекса 5. Взаимодействия такого рода могут привести к необратимому ингибированию. Для внутриклеточных процессов в норме, однако, более характерно обратное ингибирование двух типов. Первый — конкурентное ингибирование — становится все более эффективным при увеличении субстрата, тогда как второй — неконкурентное ингибирование— от концентрации субстрата не зависит. Установлено, что конкурентные ингибиторы реагируют непосредственно с активным центром фермента, тогда как неконкурентные — с участком фермента вне активного центра. Конкурентные ингибиторы представляют собой обычно структурные аналоги субстрата, неконкурентные — напротив, могут совершенно не походить по химической структуре и составу на субстрат. Конкурентный ингибитор конкурирует с молекулами субстрата за активный центр. Поэтому при увеличении концентрации одного из этих компонентов уменьшается вероятность связывания другого. Поскольку неконкурентный ингибитор связывается с участком фермента вне активного центра, молекулы субстрата не могут конкурировать с ним за его место связывания, поскольку не обладают сродством к аллостери-ческому центру. [c.37]

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]

А. Если все стадии процесса обратимы, то конкурентное ингибирование даже на стадии, лимитирующей скорость процесса в целом, приводит лишь к незначительному изменению скорости, хотя и вызывает резкое изменение стационарной концентрации по крайней мере одного из промежуточных продуктов. Даже неконкурентные или необратимо действующие ингибиторы вызывают в большилстве случаев лишь переход системы в новое стационарное состояние. [c.250]

Наряду с конкурентным ингибированием ферментов наблюдается и неконкурентное, когда агент, атакующш активный центр фермента, не мо кет быть вытеснен субстратом нн прп какпх концентрациях последнего. Неконкурентное ингибирование пмеет место прп всех необратимых химических изменениях активного центра. Кинетически дело сводится к тому, что вместо начальной концентрации фермента необходимо подставлять в уравнение более низкую концентрацию е активного фермента. Количество фермента Сд — е выведено пз строя ядом. Следовате. ьно, пз е-нится константа Михаэлиса а в диаграмме Лапнуивера [c.161]

При инактивации ферментов в растворе УФ-свет выступает в роли необратимого неконкурентного ингибитора в растворе представлены только активные, немодн-фицированные и полностью инактивированные молекулы фермента. Поэтому по мере УФ-облучения уменьшается только максимальная скорость ферментативной реакции, а константа Михаэлиса остается неизменной. В противоположность ферментам в растворе мембранная ацетил-холинэстераза инактивируется по типу смешанного ингибирования с одновременным изменением максимальной скорости реакции и константы Михаэлиса. [c.269]

Как отличить обратимый ингибитор от необратимого 2. Напишите кинетическую схему и уравнение, описывающие кинетику потери активности фермента под действием необратимого ингибитора. 3. По каким кинетическим законам действуют медленные обратимые ингибиторы Приведите примеры медленных обратимых ингибиторов. 4. Напишите обобщенную схему и основные кинетические уравнения для обратимого ингибирования односубстратных реакций. Как отличить конкурентное, неконкурентное и бесконкурентное ингибирование 5. Напишите кинетические схемы и уравнения, описывающие обратимое ингибирование двусубстратных реакций. 6. Какие ингибиторы ферментов — лекарственные препараты, — вы знаете 7. Что такое взаимозависимые и взаимонезависимые ингибиторы Напишите основные уравнения, описывающие двухкомпонентное ингибирование. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология