Советуем для ознакомления:

Физиология:

Популярные разделы сайта:

Влияние ионов на химические реакции. Кофакторы и коферменты

Кроме водородных ионов, важную роль в ферментативных реакциях играют другие ионы, находящиеся в клетке. Катионы кальция (Са2+) и калия (К+) оказывают существенное влияние на процессы метаболизма, особенно в таких тканях, обладающих выраженной возбудимостью, как нервная и мышечная. Распространение нервного импульса, сокращение мышечного белка миозина, а также активность ферментов, освобождающих необходимую для этих процессов энергию, находятся под тщательным контролем благодаря воздействиям различных концентраций ионов.

Во многих случаях катионы (+) или анионы (—) принимают непосредственное участие в катализируемой ферментом реакции. О роли ионов металлов, присоединенных к ферментам в качестве простетических групп, уже упоминалось. В других случаях ионы, подобно субстратам, слабо или обратимо связываются с активными центрами фермента, что приводит к активации каталитического процесса. Катионы магния (Mg2+) часто именно таким образом участвуют в реакциях обмена веществ.

Иногда ионы играют центральную роль в реакции, будучи истинными субстратами. Участие бикарбонатных анионов в реакциях карбоксилирования, фосфатных анионов в реакциях фосфорилирования или катионов аммония (NH4) в реакциях аминирования и амидирования представляет примеры прямого вовлечения неорганических ионов в качестве субстратов в ход ферментативных реакций. Избыток или недостаток этих ионов приводит к тяжелым патологическим состояниям посредством воздействия на катализируемые ферментами реакции обмена веществ.

кофакторы

Кофакторы и коферменты

Для обозначения веществ, способствующих эффектам ферментов и субстратов, применяют общий термин кофактор. К числу облегчающих ферментативный катализ кофакторов относят, таким образом, ионы, которые выполняют роль активаторов, или простетические группы ферментов. Другую важную группу относящихся к этой категории веществ составляют коферменты. Эти вещества в противоположность неорганическим кофакторам относятся к сложным органическим веществам; их молекулы значительно меньше по размеру, чем молекулы ферментов, так что они могут свободно проникать сквозь мембраны; нагревание обычно не вызывает их инактивации.

Коферменты непосредственно участвуют в ферментативном катализе, функционируя в качестве переносчиков электронов, атомов или групп атомов.
В большинстве случаев часть структуры кофермента составляет тот или иной из витаминов — органических веществ, которые не синтезируются в организме человека и должны быть доставлены ему в составе пищевого рациона. В молекуле кофермента активным компонентом, соединяющимся с переносимой группой, служит именно этот структурный компонент (витамин). Остальная часть молекулы кофермента обеспечивает весьма специфическое связывание таких групп в активном центре фермента при строго определенной ориентации.

Это связывание может быть слабым и обратимым, подобно тому как это имело место в рассмотренных выше примерах связывания субстрата или некоторых ионных активаторов. В других случаях такое связывание может быть исключительно прочным и необратимым; кофермент при этом функционирует как составная часть активного центра фермента, т. е. как простетическая группа. Тяжелые болезни, возникающие у человека при недостатке витаминов в пище, служат непосредственным следствием нарушений обмена веществ в результате снижения концентрации коферментов специфических ферментативных реакций.

- Читать "Ингибиторы ферментов. Механизмы действия ингибиторов ферментов"

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