ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ФЕРМЕНТОВ
Ферменты - это белки, обладающие каталитической активностью, которая зависит от степени сохранности нативной (природной) структуры белковой молекулы.
Простые ферменты - белки, состоящие только из полипептидных цепей (одна и более).
Сложные ферменты (холоферменты) кроме полипептидных цепей (эта часть называется апоферментом) содержат небелковый фрагмент, который носит название кофактор. Кофактор называют простетической группой, если кофактор соединяется с апоферментом за счет прочных ковалентных связей.
Кофактор, который способен свободно диссоциировать от апофермента, называют коферментом.
Примеры биологической роли кофакторов:
1) выполняют функцию переносчиков частиц между ферментами (использование коферментов НАД+ и НАДН в гликолитической редукции с участием ферментов глицероальдегид-3-фосфатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы);
2) играют роль простетической группы (гем, ФМН, ФАД);
3) связываясь с молекулой фермента, некоторые кофакторы изменяют её конформацию (ионы Mg2+ в составе пируваткиназы гликолиза);
4) вызывают агрегацию субъединицфермента (кофермент НАДФ+ и четыре протомера глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов человека);
5) стабилизируют фермент (ионы селена стабилизируют активный центр глутатионпероксидазы, участвующей в обезвреживании органических перекисей и разрушении пероксида водорода совместно с ферментом каталаза);
6) участвуют в ферментативном (катионы) катализе;
7) играют роль матрицы (материнская ДНК является кофактором и матрицей для ДНК-зависимой РНК-полимеразы, осуществляющей транскрипцию первичного транскрипта).
Высокая специфичность действия ферментов обусловлена наличием в их структуре уникальных фрагментов: активных центров – состоящих из участков нативной молекулы, осуществляющих:
· связывание с молекулами субстратов - адапторный участок активного центра;
· превращение субстратов в продукты ферментативной реакции – каталитический участок активного центра.
Активный центр простого фермента состоит только из аминокислотных остатков (преимущественно из Сер, Тре, Глу, Асп, Глн, Асн, Арг, Лиз, Гис, Тир). Они находятся в разных местах полипептидной цепи, однако при образовании нативной молекулы фермента, приближаются друг к другу настолько, что способны выполнить функцию контакта с субстратом и превращения его в продукты реакции.
Каталитический участок активного центра сложного фермента, как правило, содержит небелковую часть, если она представлена производным витамина (см. табл.1, графа «активные формы витамина»).
Пространственную структуру активного центра и белковой молекулы фермента изучают, используя метод рентгеноструктурного анализа.
В тканях человека представлены изоферменты - множественные, генетически обусловленные по происхождению изоформы одного и того же фермента. Любой изофермент фермента катализирует одну и ту же реакцию – это значит, что активный центр каждого из изоферментов ничем не отличается по структуре.Изоферменты отличают по их физико-химическим свойствам и тканевой локализации в организме. Информация о тканевой локализации изоферментов является полезной при дифференциальной диагностике заболеваний, сопровождающихся повреждением тканей и органов, в котором развивается заболевание (например: некротические явления при тяжелых формах вирусного гепатита, при циррозе печени; при развитии мышечной дистрофии; при кардиомиопатиях и инфаркте миокарда; см. базовый учебник по подготовке: разбор примера по изоферментам лактатдегидрогеназы). Отличие изоферментов по физико-химическим свойствам позволяет их разделять из смеси и определять количественно (методы электрофореза с последующей денситометрией).
Таблица 1
Дата добавления: 2017-09-19; просмотров: 698;