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.)
