Торможение неконкурентное

Рис.82. Оцределение константы ингибирования методом Лайнуивера и Берка а- неконкурентное торможение О- конкурентное торможение 6- торможение смешанного типа

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]

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]

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]

Механизм ингибирующего действия также различен, но в своем большинстве сводится к двум типам торможения конкурентному и неконкурентному. При конкурентном торможении ингибитор, обладая сродством (изостерией) с субстратом, соединяется с ферментом, т. е. конкурирует с ним за фермент. Прн добавлении большого количества субстрата (вытеснении ингибитора) активность фермента восстанавливается. Если торможение реакции не снимается добавленным субстратом, происходит неконкурентное ингибирование. [c.121]

Во время неконкурентного торможения ингибитор не влияет на соединение фермента с субстратом вообще присоединение к ферменту субстрата или ингибитора не влияет на его сродство к другому компоненту (т. е. к ингибитору или субстрату). Образуется соединение Е15. Чаще всего этот комплекс совсем не распадается, тогда скорость реакции полностью определяется распадом ЕЗ или, иными словами, действие неконкурентного ингибитора соответствует уменьшению количества активного фермента в системе, выключению некоторой части его. Этот случай может быть выражен следующими уравнениями [c.63]

Следует, однако, сказать, что механизмы чистого конкурентного или чистого неконкурентного торможения встречаются, как показывает опыт, довольно редко. [c.82]

Есть основания считать, что изменение концентрации водород-. ных ионов может привести к существенным, хотя и обратимым нарушениям конформации белковой молекулы, к изменениям вторичной и третичной ее структуры [10], а это, в свою очередь. Может привести к вторичным трансформациям в районе активного центра — в частности, к нарушениям комплементарности фермента и субстрата, к изменениям расстояний между функциональными группами участвующими в реакции с субстратом. С точки зрения кинетической классификации реакций ингибирования, такой эффект ионов водорода следует рассматривать как неконкурентное торможение. Естественно, что в каждом конкретном случае изучения зависимости действия фермента от pH кинетические исследования должны-помогать решению вопроса о механизме влияния Н и ОН"-ионов. [c.104]

Предположим, что ингибитор может необратимо реагировать не только со свободным ферментом, но также и с фермент-субстратным комплексом (случай неконкурентного необратимого торможения или реакции ингибитора с одной из функциональных групп активного центра в ходе превращения комплекса Михаэлиса). [c.120]

Существуют ингибиторы смешанного действия, осуществляющие оба типа торможения — конкурентное и неконкурентное. В зависимости от структурных и физико-химических особенностей парализатора (и фермента) в разных условиях может осуществляться то один, то другой тип ингибирования. Смешанный тип может возникать и тогда, когда ингибитор соединяется не с исходным фермент-субстратным комплексом, а с какими-либо промежуточными продуктами, которые образуются позднее. [c.63]

Лейдлер [12] провел детальный анализ таких реакций, приняв во внимание возможность образования ЕНгА из ЕН2 -)- А, с использованием стационарной кинетики вместо предположения о равновесиях в реакциях ионизации. Он показал, что действительно можно представить себе только два случая, при которых уравнение (32) справедливо для неконкурентного торможения а) когда к+2 к-, т. е. когда связывание субстрата носит равновесный характер, или б) когда и связывание субстрата в комплекс, и его диссоциация по одному из направлений происходят значительно быстрее, чем по другим (по мнению Лейдлера, этот случай нереален). Альберти и Блум-фильд [13] проанализировали также систему, в которой реакции всех трех ионизированных форм фермента дают заметный вклад в общую скорость процесса. [c.89]

Строение молекулы продукта Р не соответствует строению активного центра фермента, и ингибирование фермента продуктом часто не носит характера конкурентного торможения (т. е. борьбы между субстратом и ингибитором за активный центр фермента). Хотя конкурентное торможение и само по себе является средством регулирования и наблюдается в ряде случаев, все же ингибирование неконкурентного типа более интересно оно свидетельствует о наличии специфической связи между активным центром и точками молекулы фермента, которые, казалось бы, не имеют прямого отношения к каталитическому акту. [c.187]

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]

В зависимости от соотношения величин констант Ks, Ki, Ksi, выражение (1.102) переходит в уравнение Моно — Иерусалимского неконкурентного торможения (при Ki=Ksi) а также приводит к варианту конкурентного торможения (при больших значениях Ksi) [c.92]

Торможение роста бактерий антибиотиком хлоромицетином в известных условиях устраняется фенилаланином, хотя антагонизм в данном случае носит преимущественно неконкурентный характер. Исследование ряда родственных соединений показало, что последовательное изменение структуры молекулы фенилаланина с приближением к структуре хлоромицетина приводит к постепенному изменению характера антагонизма в сторону неконкурентного торможения [164, 279]. Хлоромицетин, по-видимому, обладает некоторой антифенилаланиновой активностью, с которой, возможно, связаны его антибиотические свойства. Однако, по некоторым данным, механизм действия этого антибиотика нельзя объяснить целиком его свойствами как антиметаболита аминокислот [287]. [c.151]

Однако, справедливость применения этих уравнений ограничена случаями неконкурентного торможения, внешним признаком которого является, как уже упоминалось, сохранение постоянного отношения д, для кривых ц от pH, полученных для, различной концентрации субстрата. [c.35]

Рис. 6. Взаимосвязь между переменными в установившихся режимах непрерывного культивирования при постоянной концентрации ингибирующего продукта при конкурентном (а), неконкурентном (б) и бесконкурентном (в) торможении.

В тех случаях, когда сродство ингибитора к ферменту очень велико, используемые в опытах по определению концентрации фермента и ингибитора оказываются сравнимыми, и допущение, лежащее в основе выводов выражений для ингибирования о постоянстве концентрации ингибитора ([1] [Е1]), неприменимо. В этом случае для неконкурентного торможения можно определить величину Kj из уравнения [2541] [c.239]

Следует отметить, что уравнение (4.13) выведено для равновесных условий при отсутствии в системе субстрата. Если в реакционную смесь внесен субстрат, то кинетические соотношения становятся гораздо более сложными, поскольку для всех типов ингибирования (за исключением чистого неконкурентного ингибирования) добавление субстрата приводит к смещению равновесия между свободным и связанным ингибиторами. В том случае, когда связывание субстрата происходит очень быстро, единственно возможный подход к выяснению механизма действия ингибитора состоит в отыскании полного решения сложных уравнений, описывающих конкурентное ингибирование в области В. К счастью, по крайней мере для некоторых ингибиторов, обладающих высоким сродством к ферменту, высвобождение ингибитора из комплекса EI происходит настолько медленно, что смещением равновесия Е -Ь I EI под действием субстрата можно пренебречь. Например, Майерсу [117] удалось описать ингибирование псевдо-холинэстеразы мощным конкурентным ингибитором Nu 683 при помощи уравнения (4.13). Таким образом, низкая скорость взаимодействия фермента с ингибитором привела фактически к тому, чтр торможение реакции приобрело характер неконкурентного ингибирования. Рассматривая только случай 50 %-ного ингибирования (а = 0,5), Майерс преобразовал уравнение (4.13) к очень простому виду [c.101]

Все три графика пересекают ось ординат в одной и той же точке, и при этом первые два линейны, когда [/] — независимая переменная. По этому критерию можно идентифицировать стерическое торможение, если только р не слишком велико. В последнем случае стерическое торможение трудно будет отличить от неконкурентного. [c.49]

Графики D для конкурентного торможения проходят через начало координат, какая бы величина из двух — [/] или [ ] — ни была независимой переменной. Для неконкурентного торможения имеет место то же самое, когда изменяется [/], но при изменении [ ] пересечение с осью ординат [Г /Ь значительно отличается от нуля, поскольку [/]> . если должно наблюдаться торможение. График D для стерического торможения нелинеен при изменении [/], но линеен и проходит через начало координат при изменении Е. Кроме того, в отличие от двух других графиков он зависит от Р]. [c.49]

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]

Если кривая связывания линейна или, во всяком случае, не выходит на асимптоту, то строится график дискриминанта D с [ ] в качестве независимой переменной. В случае конкурентного торможения линия регрессии продет через начало координат, в то время как неконкурентное торможение даст положительный отрезок 7/L на оси ординат, по которому можно непосредственно определить L. Наилучшая оценка L при неконкурентном торможении получается из первоначальной кривой связывания, где 1/(1—а) откладывается в зависимости от [/] наклон здесь равен 1/L. [c.53]

Выражение (22) отличается от (19) добавочным членом в знаменателе, характеризующим относительные скорости изомеризации фермент-субстратного комплекса (Е8) в неактивный (Е5 ) и активации под действием субстрата. Выражение (21) описывает неконкурентный тип торможения (по сравнению с (19)), что соответствует экспериментальным данным о неконкурентной по отношению к АТФ активации АТФазы инкубацией в присутствии фосфоенолпирувата и пируваткиназы и о неконкурентном торможении второй фазы реакции гидролиза АТФ по сравнению с первой (см. выше). [c.42]

Обратимое ингибирование действия ферментов может быть конкурентным и неконкурентным. Классическим примером конкурентного ингибирования ферментативной активности является торможение действия дегидрогеназы янтарной кислоты дикарбоновыми кислотами (малоновая, глутаровая), близкими по структуре к янтарной кислоте между ними идет конкуренция за связывание в активном центре фермента. [c.113]

Обратимое торможение по механизму действия делится на конкурентное (см. Тор-лиякение конкурентное) а неконкурентное (см. Торможение неконкурентное). [c.131]

Когда ингибитор имеет по своей структуре сродство к биосиеци-([)ическому субстрату конкретного фермента, происходит его присоединение к активному участку катализатора. Ингибитор мещает присоединению субстрата к ферменту, конкурируя с ним. Такое торможение называется конкурентным или компетитивным. В случае повыщения концентрации субстрата торможение прекращается. При неконкурентном ингибировании ингибитор присоединяется не там, где связывается субстрат, и от внесения избытка субстрата фермент не освобождается. В случае неконкурентного ингибирования фермент может одновременно связываться и с ингибитором, и с субстратом. [c.205]

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]

Возможно также образование тройного комплекса ESI и отсутствие у него активности, как и у комплекса EI. Этот случай получил название неконкурентного торможения. Примерами такого торможения может служить действие ионов тяжелых металлов, действие окиси углерода на гемоглобин или цитохромоксидазу, действие треххлористого мыщьяка на сук-цинатоксидазу и др. При неконкурентном торможении даже при высокой концентрации субстрата максимальная скорость реакции меньще, чем в отсутствие ингибитора. Угнетение этого типа заключается в том, что часть активных центров фермента соединяется с ингибитором или частично отравляется им. Выяснение структуры активных центров и механизма действия ферментов может значительно продвинуться вперед путем изучения действия различных ингибиторов и ферментных ядов. [c.228]

Антагонизм лекарственных препаратов можно объяснить, предположив, что вещества, вызывающие ответную реакцию ткани, т. е. агонисты, вызывают сокращение или расслабление, взаимодействуя с характерными молекулярными структурами или рецепторами внутри или вне клетки. Кроме того, предполагают, что каждый агонист имеет свой специфический рецептор. Эта комбинация агонист — рецептор вызывает реакцию клетки, механизм которой не совсем понятен. 1Г1редполагают также, что каждый а нтагонист специфически соединяется с рецептором, связанным с агонистом. Торможение агониста лекарством-антагонистом может быть либо конкурентным, либо неконкурентным, аналогично ферментному торможению. Специфичность и направление метаболизма можно удовлетворительно объяснить исходя из действия ферментов. Такие реакции клетки, как расслабление или сокращение, могут быть объяснены степенью активации рецепторов. Механизм действия ферментов состоит в образовании комплекса фермент — субстрат, в котором субстрат специфически связан с комплементарной областью молекулы фермента затем этот комплекс может превращаться в фермент и продукты реакции. Как предполагают, точно так же соединение агониста с рецептором приводит сначала к механической или метаболической реакции. Также существует частичная аналогия между ферментами и рецепторами, хотя рецепторы не обладают ферментативной активностью по отношению к своим агонистам (Белло [44]). В противоположность ферментам существование рецепторов все еще не доказано, а рецепторная теория во многом обязана концепциям энзимологии. Очень сложно объяснить, каким образом комбинация агонист — рецептор вызывает реакцию клетки. [c.361]

Если повысить концентрацию субстрата, то в случае конкурентного торможения угнетающий эффект снимается. При неконкурентном ингибировании ингибитор присоединяется не там, где связывается субстрат, и от увеличения концентрации субстрата фермент не освобождается. При неконкурентном угнетенизг фермент может связываться одновременно и с субстратом, и с ингибитором при конкурентном одновременного связывания обоих почти никогда не бывает фермент соединен либо с одним, либо с другим, но не с обоими одновременно. Когда при конкурентном торможении ингибитор присоединяется к тому же участку фермента, что и субстрат, то торможение бывает полным. В системе происходят следующие реакции [c.62]

Н. Д. Иерусалимский и И. М. Неронова [118], исходя из представлений о регулирующей роли узкого места в сложной цепи ферментативных процессов, на основании данных по культивированию Propioni ba terium Shermany в присутствии различных концентраций продуктов жизнедеятельности этих микроорганизмов— пропионата и ацетата, установили, что их действие на удельную скорость роста популяции описывается уравнением аналогичным по форме уравнению неконкурентного торможения ферментативных реакций [c.84]

Примером неконкурентного торможения является действие синильной кислоты, действие химических соедипеявй, связывающих ионы ккталлов. К числу неконкурентных ингибиторов принадлежат ионы тяжелых металлов (угнетают действие ферментов, содержащих SH-группы), фторид натрия NaF (угнетает действие фосфо-глюкомутазы и фосфатаз), азид натрия Na N (угнетает действие окислительных ферментов) и др. [c.131]

Одним из известных показателей, отражающих влияние метаболитов на скорость роста, является величина рИ. И. Л. Ра-ботновой и соавт. [64] предложено учитывать влияние этого параметра как неконкурентное торможение ионами и ОН соответственно в зоне кислых и щелочных значений pH (табл. 3.2). Л. Н. Андреева и соавт. [23] предложили учитывать совместное действие ионов Н и ОН с помощью выражения, в котором каждый из этих членов входит в виде сомножителя (табл. 3.3). [c.23]

Ингибитор может мешать образованию комплексов антиген — антитело, занимая паратоп (конкурентное торможение), лишая его способности к связыванию вследствие какого-то аллостери-ческого изменения (неконкурентное торможение) или же ни тем ни другим способом, а просто оказываясь на пути. Такое стерическое ингибирование впервые было обнаружено при нейтрализации ферментов антителами, и в той же работе была представлена математическая модель этого явления (Fazekas de St. Groth, 1963). Оно может возникать, по-видимому, всякий раз, когда независимые реакции недостаточно разделены в пространстве, например когда антитела нескольких специфичностей одновременно реагируют с мозаикой эпитопов, скажем, на клетке. [c.47]

При изменении [Я] конкурентное торможение отличается от двух других, так как только Рконк зависит от исходной концентрации эпитопов. Это имеет место во всей области концентраций, где наблюдается конкуренция, поскольку здесь Е не может стать пренебрежимо малой по сравнению с К. Неконкурентное и стерическое торможение можно отличить одно от другого даже при р 1, сравнивая наклоны графиков Р для первого наклон равен /- , а для второго — р Ь. Однако такой подход подразумевает независимую и точную оценку констант равновесия, что, конечно, не самый простой путь. [c.49]

При неконкурентном торможении ингибитор взаимодействует с апофермен-том или простетической группой, вследствие чего фермент теряет активность. Одним из вариантов такого торможения может служить блокирование ферментов тяжелыми металлами (ртуть, мышьяк, свинец и др., которые присоединяются к сульфгидрильным группам полипептидной цепи), солями синильной кислоты, оксидом углерода (II) и др. (присоединяются к железосодержащим простетическим группам и т. п.). В качестве другого варианта неконкурентного торможения действия фермента следует отметить аллостери-ческое ингибирование (см. рис. 51, /V). [c.113]