III. Образование продуктов реакции и выход их из области активного центра фермента

Ферменты катализируют химические реакции, происходящие в организме.

Ферменты катализируют превращение веществ, которые называются субстратами (S) в продукты (P):

Отличие ферментов от небиологических катализаторов:

1. Высокая эффективность действия (скорость ферментативных реакций в 10⁶ – 10¹² раз выше, чем соответствующих неферментативных реакций).

Высокая специфичность действия (фермент катализирует превращение одного конкретного субстрата, либо схожей группы субстратов).

3. Мягкие условия протекания ферментативных реакций (t ~ 37 °C, нормальное атмосферное давление, pH, близкий к нейтральному).

Способность к регуляции.

Активный центр фермента:

Участок молекулы фермента, сформированный на уровне третичной структуры, ответственный за связывание с субстратом по принципу комплементарности и участвующий в катализе.

Расположен в узком гидрофобном углублении (щели) поверхности молекулы фермента.

3. Активный центр фермента в отличие от активного центра белка имеет 2 участка:

Субстратсвязывающий участок;

Каталитический участок.

В активный центр фермента часто входит участок или домен для связывания кофактора.

Типы специфичности ферментов

I. Субстратная II. Каталитическая

(пути превращения)

Абсолютная 1.

Стерео- специфичность 3.

Относительная (групповая) 2.

I.1. Абсолютная субстратная специфичность – Фермент катализирует превращение только одного конкретного субстрата.

Пример:

I.2. Относительная (групповая) субстратная специфичность – Фермент катализирует однотипные превращения схожих по строению веществ.

Пример: Фермент Липаза катализирует гидролиз жиров:

I.3. Стереоспецифичность – Фермент катализирует превращение только одного из стереоизомеров для данного вещества.

Пример: Фермент Фумараза катализирует присоединение воды только к фумарату, но не к малеиновой кислоте:

II. Каталитическая специфичность (специфичность пути превращения) – фермент катализирует только одно превращение субстрата из всех возможных:

Пример:

Этапы ферментативного катализа.

I – образование фермент-субстратного комплекса:

На этом этапе: а) субстрат приближается к активному центру фермента.

Б) происходит взаимное изменение конформации E и S, возникает строгая комплементарность между S и активным центром E (индуцированное соответствие).

II. Дестабилизация связей в молекуле субстрата.

III. Образование продуктов реакции и выход их из области активного центра фермента.

(III этап часто делят на III и IV:

III этап: образование продуктов реакции.

IV этап: выход продуктов из области активного центра фермента.)