ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм действия некоторых ферментов из "Химия биологически активных природных соединений" Одним из факторов, от которых зависит действие ферментов, является наличие в реакционной среде ингибитора или активатора. [c.232] К ингибиторам относят соединения, в присутствии которых происходит торможение ферментативной реакции. Например, при действии цианида калия наблюдается подавление ферментативной активности цитохромоксидазы, что приводит к нарушению дыхательной цепи, в результате которого наступает смерть организма. [c.232] Проблемы торможения ферментов имеют огромное практическое и теоретическое значение. Ингибиторы играют решающую роль при изучении механизма ферментативных реакций, при идентификации функциональных групп фермента. Существуют соединения, которые специфически связывают определенные группы в молекуле фермента (см. раздел Активный центр ферментов ). Если в результате действия таю1х реагентов заметно нарушается ход ферментативной реакции, то можно сделать некоторые заключения о характере групп, входящих в активный центр фермента. [c.232] В зависимости от степени прочности связи фермента с ингибитором торможение действия ферментов может быть необратимым и обратимым. Примером необратимой инактивации фермента может служить действие диизопропилфторфосфата на трипсин. Образующееся диизопропилфосфо-рильное производное фермента является сравнительно стабильным соединением (при этом к 1 близко к нулю) и действие фермента полностью прекращается. [c.233] Примером конкурентного ингибирования является подавление реакции дегидрирования янтарной кислоты малоновой кислотой. Вследствие структурного сходства с янтарной кислотой она занимает в сукцинат-дегидрогеназе то положение, которое предназначено для янтарной кислоты, но не способна к окислению. Поскольку константа диссоциации Е1-комплекса меньше, чем ЕЗ-комнлекса, то малоновая кислота уже в ничтожных концентрациях может подавлять действие сукцинатдегидрогеназы. При увеличении концентрации янтарной кислоты ингибирование исчезает. [c.233] Другим примером конкурентного ингибирования может слуншть нарушение биосинтеза фолевой кислоты у бактерий с помощью сульфаниламидных препаратов (см. стр. 219). [c.233] В некоторых случаях ингибирование не является конкурентным — ингибитор не присоединяется к функциональным группам активного центра фермента, связывающим субстрат, и степень ингибирования не зависит от концентрации субстрата. Согласно гипотезе индуцироваиного соответствия (см. стр. 220), при неконкурентном ингибировании ингибитор подавляет ферментативную активность, нарушая необходимое для ферментативной реакции расположение активных групп (А, В, С) относительно субстрата путем общей деформации белковой молекулы (рис. 40). [c.233] Неконкурентное ингибирование ферментативных реакций называют аллостерическим (структурно несвязанное ингибирование), а белки-ферменты, способные к неконкурентному ингибированию, — аллосте-рическими. [c.233] Аллостерическое ингибирование является, по-видимому, одним из самых важных механизмов регулирования биохимических процессов, протекающих в организме. [c.233] В цепи биосинтеза не все белки-ферменты являются аллостерическими, а лишь ключевые, начинающие метаболические цепи, но этого вполне достаточно для полной остановки синтеза. [c.234] Наряду с ингибиторами существует ряд соединений, способствующих активации ферментативных реакций. Это — активаторы ферментов (см. Кофакторы ферментов ). Молекула активатора может вызвать такие изменения в конформации белковой молекулы фермента (аллостерическое взаимодействие), которые будут способствовать связыванию фермента субстратом, т. е. происходит активирование фермента. Наиболее распространенным активатором многих ферментов является восстановленный глутатион, который активирует фермент, восстанавливая дисульфидные группы в сульфгидрильные. [c.234] Изучение ингибирования ферментативных реакций представляет интерес не только для установления строения и характера действия ферментов, но важно также в связи с широким практическим применением в медицине и сельском хозяйстве. Действие многих лекарственных средств, гормонов, ядов, гербицидов и инсектицидов, стимуляторов роста, антибиотиков связано с нарушением деятельности онределенных ферментов или аппарата, регулирующего их активность. [c.234] В нервной клетке роль передатчика нервного возбуждения играет ацетилхолин. Ингибирование ацетилхолинэстеразы приводит к накоплению ацетилхолина в нервных клетках, и организм погибает при явлениях сильного возбуждения в результате отравления ацетилхолином. [c.235] Фосфорсодержащие соединения взаимодействуют с активными центрами ферментов и необратимо ингибируют их. В отдельных случаях возможен гидролиз возникающих связей, однако уже незначительные дозы являются летальными. Некоторые инсектициды неактивны до попадания в живой организм, в тканях которого они подвергаются превращению, или летальному синтезу , в высокоактивные инсектициды. Например, паратион переходит в более активный параоксан. [c.235] Атропин применяется в качестве лекарственного средства при отра-вл1 иии организма диизопропилфторфосфатом. [c.235] Соединения мышьяка токсичны но отношению ко многим ферментам. Особенно чувствительны к ним ферменты пируватоксидазной системы, содержащие в качестве кофактора липоевую кислоту. [c.236] Создание эффективного препарата, снимающего действие ингибитора, показывает практическую важность изучения действия ингибиторов. [c.236] Вернуться к основной статье