Торможение ингибирование ферментативных реакций

Субстратное ингибирование. Субстратным ингибированием называется торможение ферментативной реакции, вызванное избытком субстрата. Такое ингибирование происходит вследствие образования фер-мент-субстратного комплекса, не способного подвергаться дальнейшим каталитическим превращениям. Схема субстратного ингибирования выглядит следующим образом [c.119]

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]

До СИХ пор предполагалось, что при больших концентрациях субстрата ско-рость ферментативной реакции не зависит от этой концентрации. Однако су-ш ествуют ферментативные реакции, имеюш ие характерную зависимость стационарной скорости от концентрации субстрата в виде кривой с максимумом. Подобного рода зависимость объясняется так называемым субстратным торможением (ингибирование), которое является следствием образования (наряду с активным) неактивного комплекса субстрата с ферментом. Соотношение вероятностей образования активного и неактивного комплексов меняется с изменением концентрации субстрата. При больших концентрациях субстрата преобладает вероятность образования неактивных комплексов ЕЗ , которые включают одновременно две молекулы субстрата. Как будет показано дальше, именно субстратное угнетение ферментов — наиболее типичная причина нелинейности биохимических систем. Наличие такого типа нелинейности обусловливает важные, с точки зрения механизмов регулирования, свойства ферментативных систем множественность стационарных состояний, колебательный характер изменения переменных. [c.65]

Мы рассмотрели лишь два крайних случая ингибирования. Зачастую приходится иметь дело с более сложными типами торможения (или, напротив, активации, когда модификатор ускоряет реакцию), например, со смешанным конкурентным и неконкурентным ингибированием и т. д. Эти процессы даже при стационарных условиях требуют решения более сложных уравнений. Математические методы стационарной кинетики сложных ферментативных реакций описаны в 7.6. [c.366]

Бесконкурентным ингибированием называется торможение ферментативной реакции, вызванное присоединением ингибитора [c.536]

Другой механизм, значительно быстрее срабатывающий и тонко сбалансированный, заключается в воздействии на скорость и интенсивность одной или нескольких чувствительных ферментативных реакций. Иными словами, это механизм, действующий на уровне обмена веществ в собственном смысле слова. Обычно особенно чувствительны к этому общему регуляторному механизму начальные и завершающие реакции специфических метаболических цепей, т. е. те задающие скорость ферменты, о которых мы говорили выше. Часто бывает также, что эта регуляция, которая может быть как положительной активация), так и отрицательной ингибирование), осуществляется одним из конечных продуктов данной цепи реакций. По этой причине ингибиторный тип регуляции, который был открыт первым — при изучении торможения одного из начальных этапов биосинтетической цепи реакций конечным продуктом этой цепи,— был назван ингибированием по типу обратной связи, или ретроингибированием. Поскольку такое ингибирование первых этапов катаболизма (или противоположный процесс — активация) вызывается веществами, весьма далекими как в метаболическом, так и в структурном отношении от субстратов ингибируемых реакций, то можно предположить, что здесь имеют место аллостерические эффекты, т. е. конформационные изменения соответствующих ферментных белков, обусловленные наличием второго контактного участка, независимого от активного центра фермента. [c.277]

Если аллостерическое присоединение ингибитора понижает активность фермента, но не изменяет его сродство к субстрату, т. е. если образуется малоактивный комплекс EIS, то такое торможение ферментативной реакции называется неконкурентным ингибированием. Такой термин возник потому, что образование комплекса EIS обусловлено присоединением ингибитора и субстрата к разным частям молекулы белка. При этом отсутствует конкуренция за обладание активными центрами фермента, а каталитическая активность фермента из-за малой активности комплекса EIS понижается. [c.518]

Торможение (ингибирование) ферментативных реакций —снижение скорости реакций, вызванное различными воздействиями. Активность ферментов, являющихся белками, может быть снижена или вообще снята при воздействиях, приводящих к денатурации белков (нагревании, действии концентрированных кислот, солей тяжелых металлов и т. д.). Однако это неспецифическое подавление активности ферментов не представляет большого интереса для исследования механизма ферментативных реакций. Гораздо большее значение имеет исследование торможения (ингибирования) ферментов с помощью веществ, специфически и обычно в небольших концентрациях взаимодействующих с ферментами — ингибиторами. [c.129]

Конкурентное ингибирование. Конкурентные ингибиторы вызывают торможение ферментативной реакции за счет структурного сходства молекулы ингибитора с молекулой субстрата. В этом случае ингибитор и субстрат, будучи схожими по строению, конкурируют между собой за активный центр фермента. Ингибирование наступает вследствие того, что ингибитор в силу большего стехиометрического соответствия связывает часть молекул фермента в ингибитор-ферментные комплексы, лишая тем самым субстрат возможности взаимодействовать с истинным ферментом. Общую схему конкурентного ингибирования можно представить так [c.115]

В ТО- же время даже такая прочная связь как -F может вступать в реакции замещения с отщеплением фтора при наличии соответствующего электронного окружения. Если такая реакция замещения осуществляется в организме с участием ферментов, происходит необратимое связывание фермента и субстрата и торможение ферментативной реакции. В качестве примера можно привести ингибирование декарбоксилазы а-аминокислот а-фторметил-а-аминокислотами. В соответствии с описанным механизмом действия вещества такого типа называют ингибиторами ферментов, действующими по принципу "самоубийства" [c.503]

Торможение некаталитической реакции малыми добавками ингибитора является характерным признаком цепного механизма реакций (в каталитических реакциях малые добавки посторонних веществ могут снижать скорость реакции в результате воздействия на катализатор, например ингибирование ферментативных реакций, гл. УП, 3). [c.280]

Скорость цепной реакции может быть резко уменьшена добавлением в реакционную смесь малых количеств некоторых специальных веществ — ингибиторов. Увеличивая вероятность обрыва цепей, добавки ингибиторов снижают тем самым длину цепи, что приводит к уменьшению скорости цепной реакции. Торможение некаталитической реакции малыми добавками ингибитора является характерным признаком цепного механизма реакиий (в каталитических реакциях малые добавки посторонних веществ могут снижать скорость реакции в результате воздействия на катализатор, например ингибирование ферментативных реакций, гл. VI, 3). [c.368]

Уменьшение скорости ферментативной реакции называется, как известно, торможением, или ингибированием, ферментов. Необходимо подчеркнуть, что в данном случае речь идет не о снижении ферментативной активности с помощью любого приезда, вызывающего денатурацию белка (повышение температуры, действие кислот, оснований и др.), которое называется неспецифическим подавлением активности фермента. [c.160]

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]

Бесконкурентное ингибирование. Бесконкурентным ингибированием называется торможение ферментативной реакции, вызванное присоединением ингибитора только к комплексу фермент - субстрат с образованием тупикового продукта EIS [c.118]

Это трехпараметрическое уравнение. Такого типа уравнения достаточно часто встречаются в стационарной кинетике ферментативного катализа. Помимо субстратного торможения трехпараметрическое уравнение описывает рН-зависимости ферментативных реакций, активацию и ингибирование ионами металлов и некоторые другие задачи. При определении численных параметров в случае, если параметры и / K s < Л, достаточной степенью [c.103]

Л, у VI г С соответствующими акцепторными центрами фермента (обозначены треугольником, кружком и квадратом). Скорость ферментативной реакции будет определяться концентрацией такого комплекса (рис. 17, Л). Однако при некоторых условиях не исключена возможность образования комплексов с участием двух или даже трех молекул субстрата (рис. 17, Б, В, Г), но так, что каждая молекула субстрата образует лишь одну или две связи с ферментом. Соответственно состав таких неактивных комплексов будет отвечать брутто-формуламЕЗз (случаи Б и В) я Е5з (случай 7 . Соотношение концентраций активного к неактивных комплексов будет определяться при данной концентрации фермента в первую очередь концентрацией субстрата. Чем больше концентрация субстрата, тем более вероятно образование неактивных комплексов — ЕЗа и ЕЗз. Наконец образование неактивных комплексов будет зависеть от констант скорости образования последующих связей (например, у — О и 2 — о) реакционных центров молекул субстрата после образования первой связи (например, д — Л). Если эти константы скорости существенно больше, чем константа скорости образования связей у — О и 2 — о новой молекулой субстрата, то ингибирования избытком субстрата не произойдет. При обратном соотношении будет наблюдаться эффект субстратного торможения. Ввиду того, что образование комплекса Михаэлиса (за счет всех или части связей с субстратом) представляет собой обратимую реакцию с отчетливо выраженным равновесием, определяющей величиной является соответствующая константа равновесия или, как принято в ферментативной кинетике, обратная ей величина — константа диссоциации. [c.91]

С нашей точки зрения, схемы процессов ингибирования ХЭ при действии ФОС и ферментативного гидролиза ацетилхолина, базирующиеся на осо- бых свойствах гидроксила серина в молекуле ХЭ, являются наиболее достоверными, однако для окончательного решения вопроса о механизм первой ступени реакции ФОС с ХЭ необходимы дальнейшие исследования. Но, так или иначе сейчас нет сомнения в том, что в основе торможения активности ХЭ лежит реакция фосфорилировапия активного центра фермента. В связи с этим была высказана точка зрения о том, что механизм реакции ФОС с ХЭ состоит в нуклеофильной атаке, аналогично реакции ФОС с водой и гидроксильными ионами [c.426]

Известно, что яды могут проявлять как общее, так и специфически направленные действия например, на ферментные системы (ферментативные яды), на форменные элементы крови (гемолитические яды), на центральную и периферическую нервную систему животных (нейтротроппые, паралитические яды) и др. При этом действие любого вещества на живую клетку (и на живой организм в целом) подчиняется закону фазовых реакций [1], т. е. малые концентрации действуют в направлении усиления функции (стимуляция), более высокие — в направлении угнетения (торможение, ингибирование), еще более высокие — приводят к смерти. Соответственно весь процесс токсического воздействия расчленяется на четыре фазы безразличие, стимуляция (возбуждение), угнетение (депрессия), смерть [2]. Изменения в состоянии живого организма, которые указывают на то или иное нарушение, могут быть морфологическими и функциональными. Изменения первого типа выявляют визуальными наблюдениями, биометрическими измерениями, гистологическими и цитологическими исследованиями второго типа — физиологическими, биологическими и биохимическими методами. [c.28]

Этот случай реализуется тогда, когда ингибитор является химическим аналогом субстрата S, не способным претерпевать каталитическое превращение, но занимающим активное место в молекуле фермента. Такое торможение ферментативной реакции называется конкурентным ингибированием. Как видно из выражений (51) и (52), при конкурентном ингибировании предельная скорость реакции оказывается постоянной величиной, равной Шпред, а константа km, эфф зависит от концентрации ингибитора. Константу ингибирования Kj можно найти, пользуясь уравнением (52) или графически, как это показано на рис. 109а (I, II, III, IV). [c.516]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология