Главная | Обратная связь

Процесс ингибирования. Понятие об ингибиторах. Ингибиторы ферментативных реакций.

Ингибиторы-вещества подавляющие действие ферментов.

Делятся на 2 класса:

1 общие ингибиторы (соли тяжелых металлов, свинца, ртути, вольфрама и серебра; трихлоруксусная кислота) эти соединения вызывают денатурацию белка, подавляют действие всех ферментов.

2 специфические – действуют на одну группу ферментативных реакций или группу близких реакций. Действие основано на специальном связывании с определенными химическими группировками в активном центре фермента. Все их делят на конкурентные и не конкурентные ингибиторы (в основном белки).

- конкурентное ингибирование (обратимое и необратимое).

Происходит, когда ингибитор близок по своей структуре к обычному субстрату данного фермента. Сам ингибитор не может прореагировать, однако, занимая активный центр, преграждает к нему доступ настоящего субстрата.

В цикле Кребса фермент сукцинатдегидрогеназа катализирует окисление янтарной кислоты до фумаровой кислоты. Однако если в среду попадает малоновая кислота, то скорость окисления резко падает. Причина – близость по структуре этих кислот.

Малоновую кислоту фермент не может окислять и данный комплекс, какое то время существует, т.е. происходит конкуренция кислот за активный центр фермента, при введении в среду большого количества янтарной кислоты повышается вероятность попадания в активный центр настоящего субстрата, а не ингибитора.

- неконкурентное ингибирование (обратимое и необратимое).

Как правило, такое ингибирование не обратимо. Ингибиторы данного рода неродственны по структуре субстрату и в образовании комплекса с ферментом они занимают не активный центр, а другую часть молекулы фермента. При этом глобулярная структура фермента изменяется, изменяется полярность, и хотя субстрат присоединяется к активному центру, реакция не происходит. Пример: цианид действует на ферменты дыхания (цитохромоксидазу) связываясь с входящими в ее состав ионами меди, реакция подавляется, дыхание прекращается, клетки погибают очень быстро.

Активаторы ферментативных реакций. Активация и ингибирование по принципу обратной связи.

Активаторами часто являются ионы и соединения (К⁺, Са²⁺ ,СО²⁺ и др.). Для пероксидазы и каталазы – Fe, для липазы – Са, для амилазы – Cl. Многие ферменты вырабатываются клетками в неактивной форме – проферменты. Переход проферментов в активные формы происходит под действием активаторов, механизм действия различный:

- в одних случаях активатор освобождает активные центры ферментов от ингибитора,

- в других – присоединяясь к белку изменяет его структуру, чем активирует активный центр,

- в третьих облегчает образование фермент-субстратного комплекса, когда конечный продукт начинает накапливаться, он сам может оказывать каталитическое действие.

Так небольшое количество пепсинов может стать катализатором превращения пепсиногена в пепсин. Данный вид активации называют активным по принципу обратной связи или автоактивации.

Продукты реакции могут не только активировать, но и ингибировать ферментативный процесс, такое явление называют ингибированием по принципу отрицательной обратной связи.

Так фермент фосфофруктокеназа участвует в реакциях гликолиза, ингибируется, если концентрация АТФ высокая. Если уровень метаболизма высокий и количество АТФ понижается, то активность фермента восстанавливается.