Активный центр ферментов

Ферменты, будучи по своей химической природе белками, являются высокомолекулярными соединениями. Молекулярная масcа ферментов колеблется от 10000 до сотен тысяч дальтон. Длинная цепь фермента сворачивается с образованием «кармана» – участка, называемого активным центром фермента. В этом участке молекула вещества (субстрат) взаимодействует с функциональными группами фермента и претерпевает химические превращения. Активный центр – это уникальная комбинация аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающая непосредственное связывание ее с молекулой субстрата и прямое участие в акте катализа (рис. 6).

Рис. 12. Активный центр фермента

В активном центре условно различают каталитический центр, непосредственно вступающий в химическое взаимодействие с субстратом, и связывающий центр, или контактную якорную площадку, которая обеспечивает специфическое сродство к субстрату и формирование его комплекса с ферментом.

В свою очередь, молекула субстрата также содержит функционально различные участки, одни из которых избирательно взаимодействуют с ферментами, другие подвергаются атаке со стороны фермента.

Формирование активного центра начинается на ранних этапах синтеза белка, а полностью завершается на уровне третичной структуры. Любые воздействия, приводящие к денатурации, т.е. нарушению третичной структуры, приводят к искажению или разрушению активного центра.

Помимо активного центра, в молекуле фермента может присутствовать аллостерический центр (центры) (от греч. allos - другой, иной и steros - пространственный, структурный), представляющий собой участок молекулы фермента, с которым связываются определенные, обычно низкомолекулярные вещества (эффекторы, или модификаторы), молекулы которых отличаются по структуре от субстратов.

Присоединение эффектора к аллостерическому центру изменяет третичную и частично четвертичную структуру молекулы фермента и, соответственно, конфигурацию активного центра, вызывая снижение или повышение энзиматической активности. Ферменты, активность каталитического центра которых подвергается изменению под влиянием аллостерических эффекторов, связывающихся с аллостерическим центром, получили название аллостерических ферментов.

Отличительной особенностью ряда аллостерических ферментов является наличие в молекуле нескольких активных центров и нескольких аллостерических регуляторных центров, пространственно удаленных друг от друга.