Ингибирование ферментов – это снижение их каталитической активности в присутствии определенных веществ – ингибиторов.
Виды ингибирования:
• По механизму (конкурентное, неконкурентное);
• По обратимости (обратимое, необратимое);
• По специфичности (специфическое, неспецифическое).
Конкурентное ингибирование
• Ингибитор – структурный аналог субстрата;
• Возникает конкуренция молекул ингибитора и субстрата за связывание с активным центром фермента;
• Ингибирование зависит от соотношения концентраций субстрата и ингибитора;
• При формировании комплекса фермент-ингибитор продукта реакции не образуется;
• Ингибирование обратимое
Неконкурентное ингибирование
• Ингибитор не является структурным аналогом субстрата;
• Ингибитор связывается в участке, отличном от активного центра фермента;
• Ингибитор может связываться с фермент-субстратным комплексом, образуя тройной неактивный комплекс;
• (соли тяжелых металлов, цианиды)
Обратимое ингибирование
• Обратимые ингибиторы связываются с ферментом слабыми нековалентными связями;
• Легко отделяются от фермента.
Необратимое ингибирование
• Образуются стабильные ковалентные связи между субстратом и ингибитором; пример – ионы ртутию
Специфические ингибиторы – вступают в реакции с определенными группами отдельных веществ
• (Диизопропилфторфосфат (ДФФ) связывается ОН-группами серина)
• Ацетат йода неспецифически связывается с SH-группами различных веществ
Способы регуляции активности ферментов:
• Аллостерическая регуляция;
• Фосфорилирование / дефосфорилирование;
• Регуляция с помощью белок-белковых взаимодействий;
• Частичный протеолиз.
Особенности аллостерических ферментов
• Олигомерные белки, имеющие доменное строение;
• Обладают свойством кооперативности - взаимодействие эффектора с аллостерическим центром вызывает изменение формы всех субъединиц и активного центра;
• Ускоряют ключевые реакции метаболического пути;
• Аллостерическая регуляция обратима
Аллостерические эффекторы
• Различные метаболиты
• Конечные продукты метаболического пути – аллостерические ингибиторы
• Исходные вещества – аллостерические активаторы
• Гетеротропная регуляция
Регуляция с помощью белок-белковых взаимодействий
• Изменение активности фермента путем присоединения регуляторных белков
• (активация аденилатциклазы после присоединения альфа –субъединицы G-белка)
• Изменение активности фермента в результате ассоциации/диссоциации протомеров фермента
• (диссоциация протомеров протеинкиназы А приводит к увеличению активности фермента)
Частичный (ограниченный) протеолиз
• Отщепление с N-конца пепсиногена (неактивный фермент) 42 аминокислотных остатков приводит к его превращению в активный пепсин
• Необратимая регуляция
Энзимодиагностика – это диагностика заболеваний на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях (кровь, моча и др.)
• Принципы:
• При повреждении тканей происходит увеличение концентрация в крови внутриклеточных ферментов;
• Активность ферментов стабильна в течение длительного времени;
• Ряд ферментов имеет преимущественную локализацию в определенных органах (органоспецифичность)
Изоферменты – это ферменты, ускоряющие одну и ту же химическую реакцию, но отличающиеся по первичной структуре, физико-химическим свойствам, локализации синтеза в организме.
КФК
Энзимотерапия – это применение ферментов при лечении заболеваний;
Заместительная терапия – использования ферментных препаратов при недостатке ферментов;
• Фестал, мезим при заболеваниях поджелудочной железы;
Использование ферментов в комплексной терапии:
• (протеолитические ферменты для удаления вязких секретов дыхательных путей, лечении гнойных ран);
• Рибонуклеаза при лечении вирусных заболеваний;
• Урокиназа при лечении тромбозов;
• Аспарагиназа при терапии опухолей
