Советуем для ознакомления:

Физиология:

Популярные разделы сайта:

Соединение субстрата с ферментом. Конкурентное торможение

Если связь между ферментами и их простетическими группами отличается высокой прочностью, то комплекс, образуемый активным центром с субстратом, является рыхлым, слабым и существует лишь кратковременно. В большинстве случаев соединение субстрата с ферментом настолько лабильно и недолговечно, что выделить фермент-субстратный комплекс не представляется возможным.

Такие комплексы удается обнаружить при помощи физических методов исследования быстрых реакций (таких, например, как второй важной особенностью фермент-субстратного комплекса является высокая специфичность взаимодействия. Химические группировки субстрата должны точно соответствовать в пространстве очертаниям активного центра фермента, подобно тому как рука соответствует перчатке.

Перчатка может быть достаточно эластичной, так что фермент может реагировать и g другим веществом, аналогичным по структуре истинному субстрату, например с молекулами разных, но близко родственных Сахаров. Если это различие минимально, то аналог может соответствовать активному центру и подвергаться превращению в продукт реакции, хотя, вероятно, и с меньшей эффективностью по сравнению с природным субстратом.

субстрат и фермент

Если такое структурное различие несколько больше, то аналог все же реагирует с ферментом, образуя комплекс, но из-за его несоответствия активному центру, „один палец останется вне перчатки, на морозе", что исключает возможность каталитического действия. В последнем случае аналог не только сам не реагирует, но, занимая «бесполезно» часть активных центров, мешает природным субстратам участвовать в реакции. Такой аналог действует как ингибитор нормальной ферментативной реакции. Добавление большого избытка нормального субстрата вытеснило бы ингибитор из активного центра с возвращением каталитической активности фермента к исходному уровню. Поскольку такой аналог конкурирует с субстратом в его реакции с ферментом, его действие называют конкурентным торможением.

Этот принцип составляет основу понятия о метаболическом антагонизме, согласно которому структурный аналог жизненно важного компонента реакций обмена может действовать как избирательный яд для клеток определенного типа. К числу примеров практического использования этого важного энзимологического феномена в клинической медицине относится применение многих антибиотиков, которые действуют исключительно на метаболизм у микроорганизмов, а также применение для химиотерапии рака антиметаболитов, которые избирательно блокируют рост быстро делящихся клеток.

Реакция фермента с соответствующим субстратом может быть настолько избирательной, что ни одно другое вещество не может вступать в эту реакцию. Например, уреаза действует только на мочевину, т. е. обладает абсолютной специфичностью. Во многих случаях фермент не реагирует с оптическим изомером соответствующего ему субстрата; так, оксидаза D-аминокислот не окисляет их L-изомеры. В таких случаях особенно уместна аналогия с рукой в перчатке: перчатка, в совершенстве соответствующая одной руке, будет соответствовать и другой руке, являющейся как бы зеркальным отражением первой, лишь в том случае, если будет существовать механизм для выворачивания перчатки внутренней стороной наружу.

- Читать "Концентрация субстрата. Влияние концентрации субстрата на ферментативную реакцию"

Оглавление темы "Ферментативные реакции в организме":
1. Ферментный катализ. Механизмы ферментного катализа
2. Соединение субстрата с ферментом. Конкурентное торможение
3. Концентрация субстрата. Влияние концентрации субстрата на ферментативную реакцию
4. Константа Михаэлиса. Влияние концентрации фермента на реакцию
5. Влияние температуры на реакцию. Оптимальная температура ферментной реакции
6. Оптимальная температура человека. Влияние pH на реакции в организме
7. Влияние ионов на химические реакции. Кофакторы и коферменты
8. Ингибиторы ферментов. Механизмы действия ингибиторов ферментов
9. Аллостерические модификаторы. Механизм действия модификаторов
10. Положительные модификаторы. Активация зимогенов