Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow БИОХИМИЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГОВ в 2 ч. Часть 1.
Посмотреть оригинал

Влияние посторонних веществ на активность ферментов

Ферменты чувствительны к наличию в окружающей среде различных посторонних веществ. В целом посторонние вещества видоизменяют либо белковую часть фермента, либо его активный центр настолько, что катализируемая реакция ускоряется или замедляется. Поэтому все посторонние вещества можно разделить на две большие группы:

  • активаторы — ускоряют скорость ферментативной реакции;
  • ингибиторы — тормозят действие ферментов.

Нередко одни и те же вещества могут быть активаторами для одних ферментов и ингибиторами для других. Например, соляная кислота активизирует действие пепсина, но угнетает действие амилазы.

Часто активаторами ферментов являются катионы многих металлов (Mg2", Mn2+, Со2+, Cu2+, Fe2", Zn2+, К+ и др.) и некоторые анионы, например СГ.

Действие ингибиторов может быть специфичным и неспецифичным.

Специфичное ингибирование означает, что вещество подавляет определенный фермент. Например, действие эластазы, выделяемой легкими, блокируется ингибитором белковой природы — антитрипсином, который используется для лечения эмфиземы легких.

Неспецифичные ингибиторы действуют на любые ферменты. Например, ионы тяжелых металлов (Cu2+, Pb2+, Hg2+, Cd2~) являются неспецифичными ингибиторами, так как приводят к необратимой денатурации белковой части любого фермента. Эта особенность давно применяется в медицинской практике. Целый ряд препаратов для подавления бактериальных инфекций готовят на основе тяжелых металлов. Механизм их действия связан именно с ингибированием ферментов бактериального происхождения, после чего бактериальные клетки теряют жизнеспособность.

В пищевых технологиях, наоборот, тяжелые металлы представляют большую угрозу. Вот почему и питьевую воду, и продукты питания контролируют на наличие тяжелых металлов.

Ингибирование может быть обратимым, если после удаления постороннего вещества активность фермента восстанавливается. В противном случае, если удаление постороннего вещества не приводит к восстановлению активности фермента, ингибирование называют необратимым.

Кроме этого ингибирование может быть конкурентным п неконкурентным. При конкурентном ингибировании постороннее вещество и субстрат имеют пространственное сходство и конкурируют за активный центр фермента.

Классический пример конкурентного ингибирования — действие малоновой кислоты на сукцинатдегидрогеназу, которая катализирует обратимую реакцию превращения янтарной кислоты в фумаровую. С этим ферментом могут соединяться и многие другие вещества, имеющие структурное сходство с янтарной кислотой: щавелевая, глутаровая, фенилпропионовая. Однако малоновая кислота самый сильный ингибитор сукцинатдегидрогена- зы. При соотношении малоновой и янтарной кислот, равном 1:50, степень ингибирования фермента составляет 50%.

По принципу конкурентного ингибирования действуют сульфопрепара- ты, которые содержат сульфоновую группу и имеют некоторое структурное сходство с карбоновыми кислотами. Сульфоновые кислоты встраиваются в цепь превращений карбоновых кислот в бактериальной клетке, тем самым тормозится нормальный ход развития бактерий.

Эффект от конкурентного ингибитора можно снизить, увеличивая концентрацию субстрата, так как в этом случае возрастает вероятность связывания фермента с субстратом. При неконкурентном ингибировании постороннее вещество взаимодействует с белковой частью либо с регуляторным центром, вследствие чего фермент теряет активность. При таком ингибировании влияние постороннего вещества не может быть преодолено повышением концентрации субстрата.

При неконкурентном ингибировании сродство фермента к субстрату нс меняется, а меняется только максимальная скорость реакции. Поэтому степень неконкурентного ингибирования зависит только от концентрации ингибитора и не зависит от концентрации субстрата. Причем связывание ингибитора происходит не в месте соединения с субстратом, а на другом участке фермента. При этом пространственная структура фермента меняется настолько, что становится невозможным взаимодействие активного центра с субстратом. Примером являются соли тяжелых металлов (Ag~, Hg2+, Cd2+, РЬ2+), взаимодействующие с SH-группами ферментов.

При изучении механизма действия ингибиторов установлено, что они могут блокировать жизненно важные процессы, без протекания которых становится невозможным развитие организма. Например, действие таких противоинфекционных средств, как антибиотики, построено по типу того или иного ингибирования.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы