Металлы как активаторы и ингибиторы ферментов

Активаторы. Ингибиторы. Глубокое исследование многих частных ферментативных реакций показало, что, кроме субстрата, фермента и иногда кофермента, для протекания реакции необходимо также участие других специфических веществ. При этом было установлено, что, тогда как коферменты участвуют в реакции как реагенты, подобно тому как участвует в ней субстрат, существуют другие факторы, необходимые для реакции, играющие роль неносредственно в процессе активирования субстрата ферментом. Последние обычно называются активаторами. К ним относятся многие ионы металлов. Химический механизм, посредством которого действуют активаторы, как правило, малоизучен. [c.803]

Наибольшее значение имеют специфические ингибиторы, которые действуют на один фермент или на группу близких ферментов. Механизм действия этих ингибиторов заключается в том, что они соединяются, блокируют активные группы, или активные центры, молекул ферментов, связывающих субстрат. Некоторые ингибиторы соединяются с металлами — активаторами ферментов. При этом частично или полностью подавляется активность фер.мента. [c.48]

Функцию радиопротекторов выполняют сульфгидрильные соединения (глутатион, цистеин, цистеамин и др.) и такие восстановители, как аскорбиновая кислота ионы металлов и элементы питания (бор, висмут, железо, калий, кальций, кобальт, магний, натрий, сера, фосфор, цинк) ряд ферментов и кофакторов (каталаза, пероксидаза, полифенолоксидаза, цитохром с, NAD) ингибиторы метаболизма (фенолы, хиноны) активаторы (ИУК, кинетин, гибберелловая кислота) и ингибиторы роста (абсцизовая кислота, кумарин) и др. [c.439]

Наконец, в-чеФвертых, следует предостеречь от слишком поспешных выводов такого рода, поскольку активация, как и рН-эффекты, действительно может быть связана с пространственной блокадой. Она может объясняться просто удалением какой-то блокирующей группировки, скажем связанного ингибитора или одной из функциональных групп самого фермента, закрывающей активный центр и препятствующей тем самым образованию фермент-субстратного комплекса и каталитическому эффекту. Подобный механизм неконкурентного поведения весьма вероятен, особенно в случае фермента типа аскорбатоксидазы, когда в активный центр входит ион металла, играющий существенную роль как в каталитическом эффекте, так и в связывании субстрата. В подобном случае лиганд, связывающий ионы меди фермента, вполне может быть неконкурентным ингибитором, а другой лиганд, способный вытеснить первый, — неконкурентным активатором. Эти соображения не изменяют/синегмческой интерпретации, но влияют на выводы относительно химического механизма изучаемого процесса. [c.172]

Идеальным случаем анализа неорганических веществ было бы введение в раствор макромолекул, подобных ферментам. Молекулы при взаимодействии с неорганическими ионами могли бы образовать частицы с очень высокой каталитической активностью. А пока можно использовать уже готовые ферменты для определения микроконцентрации ионов металлов. Многие из них сильно активируют ферменты, а некоторые, наоборот, дезактивируют их, выступая, таким образом, в роли ингибиторов. В роли активаторов и ингибиторов ферментов могут выступать самые разнообразные ионы, включая ионы щелочных и щелочноземельных металлов. Некоторые ионы (уже теперь) определяют по их ингибирующему или активирующему действию на ферментативные реакции. [c.98]

Влияние на ферменты активаторов и ингибиторов впервые было обнаружено при изучении активаторов (стимулин) и ингибиторов (антиферменты) А. Я. Данилевским с сотр. еще в прошлом столетии. К числу агентов, повышающих активность ферментов, относятся ионы многих металлов и некоторые анионы. Особенно часто активаторами ферментов бывают [c.111]

Все рассматриваемые обычно типы угнетения реакции предусматривают прямое соединение фермента и ингибитора. Известны и иные виды торможения, когда ингибитор блокирует не фермент, а субстрат (или кофермент, или металл-активатор). При этом они становятся недоступными для взаимодействия с ферментом. Естественно, что такое воздействие может произойти только тогда, когда концентрация (количество) ингибирующего вещества близка к концентрации субстрата или кофактора. Если увеличить количество субстрата или кофактора, то описываемое торможение будет снято. Возможно и конкурентное торможение, при котором ингибитор конкурирует не с субстратом, а с коферментом или металлом, активирующим фермент. [c.63]

Интересна задача определения следов металлов, являющихся ингибиторами или активаторами ферментов. Аналитическая чувствительность таких реакций позволит определять 10- г/л металла [315]. [c.141]

Функции, которые выполняют ионы металлов в ферментативном катализе, проиллюстрированы на рис. 14.1, где Ь (лиганд) — субстрат, активатор или ингибитор фермента, М-"=+ — ион металла и Е — фермент. [c.444]

Скорость биохимических процессов, протекающих в клетках, определяется активностью ферментов, которая, в свою очередь, зависит от температуры, величины pH и присутствия в среде некоторых химических соединений.. Вещества, которые повышают активность ферментов, называются активаторами. К их числу относятся многие витамины и некоторые катионы (Са, Mg, Мп). Соли тяжелых металлов, синильная кислота, антибиотики резко снижают активность ферментов и являются ингибиторами, которые блокируют активные центры фермента, препятствуя его реакции с субстратом. [c.54]

Координационные соединения легких щелочных металлов имеют в основном электростатическую природу, поскольку у этих элементов не бывает частично заполненных р- и -орбиталей. Из щелочноземельных металлов нас особенно интересуют кальций и магний, поскольку оба эти металла известны как активаторы ферментов, а в некоторых случаях как ингибиторы, подавляющие их действие. Ион Са + может иметь заполненные М- и 45-орбитали в этом случае он имеет координационное число 6 и образует октаэдрический комплекс. Лиганды иона Mg2+ поставляют электроны 35-, Зр- и З -орбиталям с образованием октаэдрического комплекса зр д . Ингибирующее действие ионов Са2+ и можно наблюдать на примере р-метил-аспартазы [32]. [c.269]

Кристаллич. фосфоглюкомутаза из мышц кролика — белок, м. в. 62 ООО—74 ООО. В состав активного каталитич. центра этой Ф. входит остаток серина, оксигруппа к-рого непосредственно участвует в переносе остатка фосфорной к-ты, подвергаясь промежуточному фосфорилированию. Последовательность расположения аминокислотных остатков в активном центре фермента -тре.-ал.-сер.-фосфо-гис.-асп. (или a n.-NHj)- рН-оптимум фермента 7,5 активатором фосфоглюкомутазы является Mg +. Михаэлиса константа для этого катиона составляет 5-10 М, молекулярная активность фермента 5-10 /мин. Ингибиторами фосфоглюкомутазы являются п-хлор-меркурибензоат и ионы тяжелых металлов (Zn, u), что указывает на важную роль SH-групп в поддержании каталитич. активности фермента металлосвязывающие агенты (гистидин, 8-оксихинолин и ди-фенилдитиокарбамат) активируют фосфоглюкомутазу. [c.241]

Большинство ферментов, переносящих фосфат, нуждаются для активности в ионах двухвалентных металлов. Эти ионы сравнительно легко удаляются из ферментов, что приводит к потере активности. При добавлении металлов она восстанавливается. Поскольку единственными двухзарядными ионами, которые в физиологических условиях присутствуют в достаточном количестве, являются M.g + и Са +, то считают, что именно они выполняют биологическую функцию. Однако влияние ионов металлов на ферменты может быть разным. Чаще всего наибольшей эффективностью обладает Mg2+. Некоторые металлы первого переходного ряда, особенно Мп +, могут заменять его, но активность фермента при этом несколько понижается. Это же относится к Са +, однако иногда он ингибирует реакцию, тогда как в некоторых случаях Са + служит активатором, а Mg + — ингибитором. [c.634]

Активаторы и ингибиторы. Для ферментов характерна регуляция их активности специфическими низкомолекулярными веществами и ионами металлов, которые называют эффекторами, модуляторами или регуляторами ферментов. Одни из них способны снижать активность фермента (ингибиторы), другие — повышать ее (активаторы). Такой механизм контроля активности ферментов широко изучается, поскольку имеет большое практическое значение. [c.101]

Изменение конформации ферментов. Изменение конформации, т. е. пространственного строения ферментного белка, происходит под действием неконкурентных ингибиторов и активаторов, которыми могут быть гормоны, промежуточные и конечные продукты ферментативных реакций, ионы металлов, лекарства (см. выше). Изменение конформации ферментов возможно и при изменении условий среды, например при повышении или снижении кислотности. [c.34]

Аллостерическая регуляция ферментативной активности. Аллостеричес-кий тип регуляции активности характерен для особой группы ферментов с четвертичной структурой, имеющих регуляторные центры для связывания аллостерических эффекторов (ингибиторов или активаторов). Механизм действия аллостерических эффекторов заключается в изменении конформации активного центра, затрудняющем или облегчающем превращение субстрата. Некоторые ферменты имеют несколько аллостерических центров, чувствительных к различным эффекторам. Роль аллосте-рического эффектора зачастую выполняют метаболиты, гормоны, ионы металлов, коферменты, а иногда и молекулы субстрата. Аллостерические ферменты отличаются от прочих ферментов особой S-образной кривой зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата (рис. 2.9). Такой характер зависимости свидетельствует о том, что активные центры субъединиц функционируют кооперативно, т. е. сродство каждого следующего активного центра к субстрату определяется степенью насыщения предыдущих центров. [c.119]

И, наконец, соли тяжелых металлов, такие, как Ag, Си, РЬ, Hg, инактивируют ферменты благодаря своей способности денатурировать белки, т. е. их действие мало специфично к свойствам активного центра фермента. Формально к ингибиторам можно отнести и вещества, способные реагировать с субстратом, коферментами или активаторами, например ионами металлов. Ингибиторами можно считать и антитела, которые присоединяются к ферменту и лишают его каталитической активности, но мало специфичны к его адсорбционному и каталитическому центру. [c.72]

Mg-aктивиpyeмoй АТФазы, вероятно, Mg (или заменяющий его Мп) связывается фосфатной группой субстрата и, казалось бьг, не существенно, какой именно двухвалентный катион в этом участвует. Однако при соединении, например, комплекса металл— АТФ с ферментом разные металлы действуют по-разному, связываясь с различными группами белков. Поэтому N1, С(1, Со оказываются не активаторами (подобно Mg, Мп), но ингибиторами процесса. [c.413]

В глутамат и аммиак в присутствии арсената, Mg++ (или Мп++) и аденозиндифосфата [561]. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что реакции синтеза переноса и арсенолиза катализируются одним и тем же ферментом. С этим выводом согласуется тот факт, что в ходе очистки фермента наблюдается параллельное повышение его активности в указанных трех реакциях и что при ультрацентрифугировании препаратов эти реакции оказываются связанными с одной и той же монодис-персной фракцией. Кроме того, оказалось, что эти реакции нуждаются примерно в одних и тех же нуклеотидах и ионах металлов. Описаны некоторые различия в действии ионов металлов, активаторов (например, р-меркаптоэтанола, цистеина) и ингибиторов (например, фторида) на реакции синтеза и переноса, но это не может служить доказательством различия ферментов. [c.271]

С точки зрения основной концепции этой книги -наиболее интересным представляется обязательное участие катионов двухвалентных металлов в киназных реакциях. Чаще всего это Mg +, который является, вероятно, самым типичным физиологическим активатором. Обычно магний можно заменить марганцем. Возможно также участие и других ионов двухвалентных металлов — Со +, 2п + [2]. Многие киназные реакции активируются кальцием, однако для некоторых он является ингибитором. Такие различия, по-видимому, обусловлены разными типами взаимодействий с ионами Са +. По классификации Кон [4, 5] (основанной на изучении спектров ЯМР), ферменты, активируемые кальцием, относятся к типу I. В этом случае металл связывается с ферментом не непосредственно, а через молекулу субстрата (Е—5—М). При ингибировании кальцием он, скорее всего, присоединяется прямо к белку (тип И, Е—-М—5, ом. гл. 14). [c.661]

ЭФФЕКТОРЫ ФЕРМЕНТОВ, взмевягот скорость ферментативной р-ции. Различают ингибиторы (снижают скорость) и активаторы (повышают скорость). Конкурентные ингибиторы уменьшают константу Михаэлиса (см. Ферментативных реакций кинетика), неконкурентные — макс. скорость р-ции. Ингибиторы смет, типа действуют по обоим механизмам одновременно. Активаторы влияют, как правило, на макс. скорость р-ции. Для ферментов, состоящих из неск. субъединиц, Э. ф. часто влияют на сродство фермента к субстрату (аллостерич. Э. ф.). Прн этом связывание Э. ф. на одной субъединице может повышать или понижать сродство к субстрату др. субъединицы. Это проявляется в изменении характера зависимости скорости р-ции (или ф-ции насыщения фермента субстратом) от концентрации субстрата (появление З-образной или др. типов негипербо-лич. зависимости). Э. ф. могут быть аналоги субстратов (налр., производные.О-аминокислот — ингибиторы протеолитич. ферментов), ионы металлов, мн. анионы (Р , СЫ и др.). Формально Э. ф. является Н+, т. к. изменение pH таеды влияет на скорость ферментативной р-ции. Эхинопсин (М-метил-4-хинолон), хиноли-новый алкалоид, содержащийся в семенах О [c.724]

Очень важны каталитические реакции в биохимическом анализе. Многочисленные химические реакции, получившие название энзиматических (ферментативных), катализируются энзимами (ферментами) — природными катализаторами процессов, протекающих в живых организмах. Выделить эти природные катализаторы трудно, иногда невозможно, поэтому о концентрации их судят прежде всего по их каталитическому действию, по степени ускорения ими соответствующей химической реакции. Механизм действия катализаторов такого типа очень сложен, но, по-видимому, стадия комплексообразования на одном или нескольких этапах энзиматических реакций все-таки обязательна. Часто действие отдельных ионов металлов в биохимических реакциях близко к действию энзимов (сложные органические реакции декарбоксилирования щавелевой и уксусной кислот катализируются ферментами и ионами двухвалентных марганца, цинка, кадмия, никеля и др.). Такие реакции могут быть использованы также для определения отдельных ионов металлов. Чувствительность их невелика, но они позволяют определять ионы с заполненной электронной рболочкой (кальций, цинк, кадмий и др.). Некоторые типы металлов действуют как активаторы или ингибиторы ферментативных реакций. Это свойство металлов тоже используется в аналитической химии. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология