Процессы ингибирования

Содержание
  1. Ферментативная кинетика
  2. Виды ингибирования
  3. 1. Обратимое 2. Необратимое
  4. Сходство строения сульфаниламидов и парааминобензойной кислоты, компонента витамина в9
  5. Активаторы и ингибиторы ферментов
  6. Активаторы ферментов
  7. Ингибиторы ферментов
  8. Механизмы действия ингибиторов ферментов
  9. Может быть интересно
  10. Большая Энциклопедия Нефти и Газа
  11. Лекарства обычно ингибируют ферменты
  12. Ингибирование ферментов
  13. Необратимое ингибирование
  14. Механизм необратимого ингибирования ацетилхолинэстеразы
  15. Механизм необратимого ингибирования циклооксигеназы
  16. Обратимое ингибирование
  17. Конкурентное ингибирование
  18. Конкурентное ингибирование сукцинатдегидрогеназы
  19. Смешанное ингибирование
  20. Конкурентное ингибирование: определение, особенности и примеры
  21. Что такое ингибирование?
  22. Основные типы ингибирования
  23. Особенности обратимого конкурентного ингибирования ферментов
  24. Механизм действия
  25. Влияние на скорость химической реакции
  26. Кинетические зависимости ферментативной реакции при участии конкурентного ингибитора
  27. Действие конкурентного ингибитора на примере малоната
  28. Использование в медицине
  29. Процесс ингибирования ферментов может носить как обратимый, так и

Ферментативная кинетика

Процессы ингибирования

томский государственный университет
кафедра органической химии

УРАВНЕНИЯ МИХАЭЛИСА-МЕНТЕН И ЛАЙНУИВЕРА-БЭРКА
ИНГИБИТОРЫ ФЕРМЕНТОВ
АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТОРЫ
ПРОФЕРМЕНТЫ И ИЗОФЕРМЕНТЫ
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В ДИАГНОСТИКЕ

МЕХАНИЗМ ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА

Катализ приводит к ускорению достижения равновесия за счет снижения энергии активации (Еа), часто ступенчато.

Три стадии процесса: 1) E + S —– ES (K = k1/k-1) (БЫСТРАЯ) 2) ES —– EP (k2)(медленная) 3) EP —- E + P Таким образом, в момент равновесия скорости образования и исчезновения энзимсубстратного комплекса (ES) равны: E + S —- ES —– EP — E + P

ВЛИЯНИЕ НА НАЧАЛЬНУЮ СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФЕРМЕНТА [E] и СУБСТРАТА [S].

[E]- ЗАВ-ТЬ ЛИНЕЙНАЯ, [S]- ЗАВ-ТЬ ГИПЕРБОЛИЧЕСКАЯ. (Это значит, что при малых S- порядок первый, далее переходит в нулевой). Пунктиром на графике зависимости скорости от концентрации фермента показано влияние ферментных ядов (ингибиторов), проявляющееся в медленном нарастании скорости реакции до момента, пока не будет преодолено влияние яда повышением количества энзима.

УРАВНЕНИЕ МИХАЭЛИСА – МЕНТЕН

При формулировке кинетического выражения для скорости ферментативной реакции Бриггс и Холдейн (Briggs & Haldane, 1925) сделали три допущения: 1) Стационарное состояние реакции в момент равновесия, когда скорости образования и расходования ES равны; 2) Весь фермент в условиях насыщающих концентраций субстрата превращается в энзимсубстратный комплекс ES;

3) Если весь фермент в виде ES, то скорость реакции максимальна и Vmax=k2[ES].

Образование ES: [ES]=k1[S][E] (I)
Расходование ES: [ES]=k-1[ES]+k2[ES] (II)
Приравнивая выражения (I) и (II) и сокращая обе части на k1 получаем:
[S][E] = [ES](k-1 + k2)/k1 = [ES]Km, где Km = (k-1 + k2)/k1 Выразим равновесную концентрацию [E] через начальную [Eo]: [E] = [Eo] – [ES] [S]([Eo]-[ES])= [ES]Km, переносим [S] в правую часть выражения и делим обе части на [ES]: [Eo]/[ES]=Km/[S]+1= (Km+[S])/[S] (III)

Поскольку трудно (если не невозможно) измерить [ES], произведем замену с учетом того, что в насыщающих концентрациях [S] весь [Eo] перейдет в [ES] и максимальная скорость при этом будет равна Vmax=k2[ES]=k2[Eo].

В это же время скорость реакции равна V=k2[ES]. Через отношение этих скоростей выразим [Eo]/[ES]:
V/Vmax= [ES]/[Eo] В уравнении (III) произведем замену отношения [Eo]/[ES] на Vmax/V и получаем:

V = Vmax[S]/(Km+[S])

Это и есть уравнение Михаэлиса-Ментен. Название было закреплено за ними, несмотря на то, что Леонор Михаэлис и Мод Ментен только постулировали положение о том, что фермент обратимо связывается с субстратом (1913). Основу ферментативной кинетики положил Виктор Генри в 1903 году, впервые предположивший зависимость между концентрациями субстрата и фермента в ферментативных реакциях.

Графическая зависимость для уравнения имеет вид:

Константа Михаэлиса измеряется в молях на литр и бывает от 10-2 до 10-7, чем меньше Кm, тем активнее фермент. При V=1/2Vmax, имеем Km = [S]. Однако, определение Vmax затруднительно по асимптоте. Для устранения этого неудобства ХАНС ЛАЙНУИВЕР и ДИН БЭРК приравняли обратные зависимости левой и правой частей уравнения.

Графическое выражение для скорости реакции в координатах Лайнуивера-Бэрка имеет вид прямой линии, отсекающей на оси Х значение -1/Km, а на оси Y- значение 1/V max:

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И рН НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА

В общем, для ферментов имеется связь константы скорости и температуры, выражаемая: 2,3 lgK = B- Ea/RT, где Еа- энергия активации, В-частота столкновений.

Однако, указанная зависимость прямолинейна лишь на ограниченном отрезке, так как с ростом температуры наблюдается денатурация фермента.

Зависимость активности фермента от рН также проходит через максимум.

Кислотность среды влияет на заряды в молекуле фермента и, тем самым, на его способность к связыванию субстрата.

Единицы активности:
Е (станд. ед) – количество Ф., которое превращает 1 мкМоль субстрата за 1 мин.

КАТАЛ- кол-во Ф., превращающее субстрат со скоростью 1 Моль/сек.

1 КАТАЛ = 60 000 000 Е.

ИНГИБИТОРЫ ФЕРМЕНТОВ

1) ОБРАТИМЫЕ

2) НЕОБРАТИМЫЕ (КАК ПРАВИЛО- НЕПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ – NaF (ингибитор фосфатаз), п-хлормеркурибензоат (связывает группировки -SH), диизопропилфторфосфат (протеиназ и эстераз)- эти ингибиторы действуют необратимо.

ОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ- клеточные метаболиты и типы ингибирования

а) КОНКУРЕНТНОЕ ингибирование б) НЕКОНКУРЕНТНОЕ ингибирование

в) БЕСКОНКУРЕНТНОЕ ингибирование

а) КОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ- когда за активный центр фермента вместе с субстратом конкурирует ИНГИБИТОР:
Е + I = EI Ki = [E][I] / [EI], чем меньше Ki, тем сильнее ингибитор.

Так, малоновая (1), щавелевоуксусная (2) и глутаровая (3) кислоты ингибируют фермент СУКЦИНАТДЕГИДРОГЕНАЗУ, субстратом которой является янтарная кислота (4) (СУКЦИНАТ), так как они сходны по строению с субстратом:
Другой пример. Сульфаниламидные антибактериальные препараты имеют сходное строение с парааминобензойной кислотой и являются конкурентными ингибиторами в синтезе бактериями фолиевой кислоты (фактора роста бактерий). У человека нет такого метаболического пути и в лечебных дозах они не влияют на жизнедеятельность человека, оказывая общий БАКТЕРИОСТАТИЧЕСКИЙ эффект (нарушая в некоторой степени деятельность кишечной микрофлоры):

2) НЕКОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ ПРОЯВЛЯЕТСЯ ПРИ СВЯЗЫВАНИИ ИНГИБИТОРА С ФЕРМЕНТОМ ВНЕ АКТИВНОГО ЦЕНТРА, но при этом меняется структура активного центра и связь с субстратом становится невозможной.

E + I —> EI, EI + S —-> (невозможно)

3) БЕСКОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ – результат присоединения ингибитора ТОЛЬКО ПОСЛЕ образования ЭНЗИМСУБСТРАТНОГО КОМПЛЕКСА:
E + S = ES ES + I = ESI

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ИНГИБИРОВАНИЯ 1) КОНКУРЕНТНЫЙ ИНГИБИТОР увеличивает Кm и не изменяет V max. 2) НЕКОНКУРЕНТНЫЙ ингибитор не изменяет Кm и снижает V max. 3) БЕСКОНКУРЕНТНЫЙ ингибитор в одинаковой степени снижает Кm и V max:

Некоторые продукты ферментативных реакций также выступают в роли ингибиторов. Так, глюкоза ингибирует фермент Г-6-фосфатазу:
Глюкозо-6-фосфат + Н2О — Глюкоза + Н3РО4

Ингибирование избытком субстрата наблюдается в ряде случаев в результате блокирования активного центра по схеме:

АКТИВАТОРЫ ФЕРМЕНТОВ

1) ПУТЕМ ЗАЩИТЫ Ф. ОТ ИНАКТИВИР. ВЛИЯНИЙ

2) ПУТЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СУБЪЕДИНИЦЫ БЕЛКОВ Ф.

Ферменты-протеинкиназы имеют 4-ную структуру, состоят их 2-х субъед- каталитической и регуляторной. Активатор воздействует на регуляторную, а в результате обнажается каталитическая субъединица:

АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТОРЫ

Аллостерическими эффекторами называют ингибиторы (отрицательные эффекторы) и активаторы (положительные эффекторы) энзимов, регулирующие активность ферментов в широких пределах, не затрагивая при этом активного центра, поскольку воздействуют на него опосредованно, присоединясь к молекуле фермента ВНЕ активного центра. Они способны управлять конформацией активного центра таким образом, что присоединение субстрата либо облегчается значительно, либо вовсе становится невозможным:

1) Структура аллостерических эффекторов отлична от природного субстрата фермента. 2) Высокоспецифичны

3) Катализируют фермент первой цепи процесса.

Среди аллостерических эффекторов различают эффекторы V-типа, которые подобно неконкурентным ингибиторам (см. выше) изменяют значение Vmax:

и эффекторы К-типа, изменяющие значение Km, как это свойственно конкурентным ингибиторам:

Для ферментов с аллостерической регуляцией, а также и для ферментов с четвертичной структурой, состоящих из нескольких субединиц, характерны сигмоидальные (S-образные) кинетические кривые.

КООПЕРАТИВНЫЙ ЭФФЕКТ
Характерен для ферментов, имеющих 2 и более субъединиц. Присоединение субстрата или эффектора к одной из субъединиц облегчает последующие присоединения к оставшимся субъединицам. Типичный пример кооперативного эффекта- перенос кислорода молекулами гемоглобина.

ПРОФЕРМЕНТЫ
Неактивная форма Ф. Активация осуществляется удалением части полипептидной цепи, обнажению активного центра, при помощи специфических ферментов. Биологический смысл- в месте продукции Ф. мог бы вызвать нежелательные последствия (переваривание и т.д.).

ИЗОФЕРМЕНТЫ
отличные по структуре, но выполняющие одну и ту же функцию. Изоферментами, в частности, существуют алкогольдегидрогеназа и целых 5 изомеров лактатдегидрогеназы.

Изоферменты могут различаться по каталитической активности, несмотря на то, что катализируют одну и ту же реакцию.

Так, в клетках печени человека различаются цитоплазматическая ацетальдегиддегидрогеназа (низкоактивная, с высоким значением Km) и митохондриальная ацетальдегиддегидрогеназа (AcDH), с малым значением Km.

Последнее обстоятельство является биохимической причиной непереносимости алкоголя у коренного населения Юго-Восточной Азии, которое связано с практическим отсутствием у них (по генетическим причинам) митохондриальной AcDH и превращение образовавшегося из этанола ацетальдегида осуществляется у них малоактивной цитоплазматической AcDH.

ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В ДИАГНОСТИКЕ И ДРУГИХ ОБЛАСТЯХ

Ферментные препараты и регуляторы их активности находят все более широкое применение в различных областях медицины, промышленности и науки.

В медицине используются энизимы, как терапевтические средства:

– СТРЕПТОКИНАЗА- смесь энзимов из семейства Streptococcus, активизирующих ПЛАЗМИНОГЕН и образование ПЛАЗМИНА, приводящее к растворению ФИБРОЗНЫХ ТРОМБОВ в кровеносных сосудах.

Рекомбинантный тканевый активатор плазминогена rh-tPA производится генно-инженерным способом на E.Coli и вводится человеку.

– АСПАРАГИНАЗА используется в терапии ЛЕЙКЕМИИ взрослых. Опухолевые клетки нуждаются в АСПАРАГИНЕ, который они извлекают из плазмы крови. Внутривенное введение (i.v.) аспарагиназы снижает содержание аспарагина и замедляет рост раковых клеток. К сожалению, достижение высоких терапевтических доз таким способом невозможно.

ЭНЗИМЫ, КАК ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Измерением энзиматической активности в образцах крови можно осуществлять диагностику ряда патологий. Так, повреждение сердечной мышцы (инфаркт миокарда) диагностируется повышенной активностью изоэнзимов КРЕАТИНФОСФОКИНАЗЫ 2 и 3 (СРК-2 и 3) и соотношению активностей ферментов ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ 1 и 2 (LDH1/LDH2) методами иммуноферментного анализа (ИФА) или электрофореза. Активность указанных изоферментов СРК повышается после момента острой грудной боли, достигая максимума на 1-е сутки (СРК-3) и 2-е сутки (СРК-2), а соотношение активностей LDH1/2 от 0,75 (в норме) изменяется до 1,25 (инфаркт миокарда).

В терапевтических целях широко используются ингибиторы ферментов. Так, блокадой АЦЕТАЛЬДЕГИДДЕГИДРОГЕНАЗЫ в стационарных условиях осуществляется терапия хронического алкоголизма.

Широкое распространение получили антибактериальные сульфаниламидные препараты на основе СУЛЬФАМЕТОКСАЗОЛА (входящие в состав препарата БИСЕПТОЛ и его аналогов), блокирующие синтез у бактерий фолиевой кислоты. В промышленности широко применяются иммобилизованные ферменты.

С их помощью синтезируются лекарственные препараты (например, ПРЕДНИЗОЛОН) из дешевых предшественников (ХОЛЕСТЕРИН), с высокой стереоспецифичностью, быстро и качественно.

Таким же способом, с иммобилизованной бетта-ГАЛАКТОЗИДАЗОЙ цельное молоко очищается от ГАЛАКТОЗЫ, после чего оно становится возможным для употребления чувствительными к галактозе лицами.

Существует еще огромное число примеров использования ферментов, возрастающее с каждым годом.

НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭНЗИМОВ
ВЕРНУТЬСЯ НА НАЧАЛЬНУЮ СТРАНИЦУ

Источник: http://orgchem.tsu.ru/enzyme/enzyme1.html

Виды ингибирования

Процессы ингибирования

35

Ферменты2

  1. Регуляция действия ферментов

  2. Медицинские аспекты энзимологии

Ингибирование

– этоторможение активности фермента. Приэтом денатурации ферментов не происходит.

Ингибитор – вещество, вызывающее специфичноеснижение активностифермента. Неорганические кислоты итяжелые металлы ингибиторами не являются,а являются инактиваторами,так как снижают активность любыхферментов, т.е. действуют неспецифично.Также денатурирующие агенты к ингибитррамне относят.

Ингибиторы:ионыили небольшие молекулы, составляющиечасть ферментативной регуляторнойсистемы, а так же фармакологическиепрепараты.

  • по прочности связывания фермента с ингибитором ингибирование бывает обратимым и необратимым.
  • по отношению ингибитора к активному центру фермента ингибирование делят на конкурентное и неконкурентное.

1. Обратимое 2. Необратимое

А.КОНКУРЕНТНОЕ А. СПЕЦИФИЧЕСКОЕ

Б.НЕКОНКУРЕНТНОЕ Б. НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ

Обратимоеингибирование.Большинство ингибиторов действуютобратимо, образуя нековалентныесвязи с ферментом,и при определенных условиях диссоциируютс восстановлением активности фермента.

Конкурентноеингибирование.

Ингибиторпохож на субстрат ферментапо своей структуре и соперничает ссубстратом за активный центр (садитсяна активный центр фермента),что приводит к уменьшению связываниясубстрата с ферментом и нарушениюкатализа. В этом состоит особенностьконкурентного ингибирования – возможностьусилить или ослабить ингибированиечерез изменение концентрации субстрата.

Дляконкурентного типа ингибированиясправедливы следующие уравнения:

Е+ S ⇔ES → E + P,

E+ I ⇔EI.

1.Конкурентное взаимодействие этанолаи метанолаза активныйцентр алкогольдегидрогеназы.

2.Ингибирование сукцинатдегидрогеназы малоновой кислотой,структура которой схожа со структуройсубстрата этого фермента – янтарнойкислоты (сукцината).

Сукцинат + ФАД ———– Фумарат + ФАДН2

3.

Такжек конкурентным ингибиторам относятантиметаболиты или псевдосубстраты,например, антибактериальные средствасульфаниламиды,схожие по структуре с п-аминобензойнойкислотой, компонентом фолиевой кислоты.При лечении сульфаниламидами вбактериальной клетке конкурентнонарушается использование п-аминобензойнойкислоты для синтеза фолиевойкислоты,что и вызывает лечебный эффект.

Сходство строения сульфаниламидов и парааминобензойной кислоты, компонента витамина в9

Влияниеразличных концентраций субстрата наскорость реакции, катализируемойферментами 1 и 2(вприсутствии ингибитора):а) гиперболическая зависимость Vот [S],б) прямая зависимость в обратныхкоординатах 1/Vот 1/[S] – Лайнуивера-Бэрка.

Конкурентныеингибиторы уменьшают скорость химическойреакции.Конкурентный ингибитор повышает Кmдля данного субстрата (уменьшает сродствосубстрата к ферменту).

Это означает, чтов присутствии конкурентного ингибиторанеобходимабольшая концентрация субстратадля достижения 1/2 Vmax.Увеличение соотношения концентрациисубстрата и ингибитора снижает степеньингибирования.

Призначительно более высоких концентрацияхсубстрата ингибирование полностьюисчезает,потому что активные центры всех молекулфермента будут находиться преимущественнов комплексе с субстратом.

Неконкурентноеингибирование. Ингибиторнеимеетструктурного сходства с субстратом иприсоединеняетсяне в активном центре,а в другом месте молекулы, одновременнос субстратом.

Образуется тройнойкомплекс: субстрат – фермент – ингибитор.Это ведет к деформации активного центраи каталитической активности.

Например,синильнаякислота (цианиды)связывается с гемовым железом ферментовдыхательной цепи и блокирует клеточноедыхание.

Кинетическаязависимость неконкурентного ингибирования:характеризуется снижением Vmaxферментативной реакции и уменьшениемсродства субстрата к ферменту, т.е.увеличением Кm.

Неконкурентноеингибирование в двойных обратныхкоординатах при различных концентрацияхингибитора (1 – [I]=0; 2 – [I]>0; 3 – [I]>[I]2).

Принеконкурентном ингибировании константаМихаэлиса не изменяется, а максимальнаяскорость реакции уменьшается в (1 +[I]/Ki)раз.

Поэтому в двойных обратных координатахсемейство прямых, отвечающих разнымконцентрациям ингибитора, пересекаетсяв одной точке на оси абсцисс.Необратимоеингибирование наблюдают в случаеобразования ковалентных стабильныхсвязей между молекулой ингибитора ифермента.

Чаще всего модификацииподвергается активный центр фермента,В результате фермент не может выполнятькаталитическую функцию.

Кнеобратимым ингибиторам относят ионытяжёлых металлов, например ртути (Hg2+),серебра (Ag+)и мышьяка (As3+),которые в малых концентрациях блокируютсульфгидрильные группы активногоцентра.

Субстрат при этом не можетподвергаться химическому превращению(рис. 2-26). При наличии реактиваторовферментативная функция восстанавливается.

В больших концентрациях ионы тяжёлыхметаллов вызывают денатурацию белковоймолекулы фермента, т.е. приводят к полнойинактивации фермента.

Источник: https://studfile.net/preview/5834479/

Активаторы и ингибиторы ферментов

Процессы ингибирования

Регуляция активности ферментов может осуществляться путём взаимодействия ферментов с различными биологическими компонентами или чужеродными соединениями, которые называются регуляторами ферментов. Они могут либо ускорять, либо замедлять ферментативную реакцию.

Активаторы ферментов

– это вещества, увеличивающие скорость ферментативной реакции.  Виды активаторов:  1. Вещества, влияющие на область активного центра. К ним относятся ионы металлов (Na+, K+, Fe2+, Co2+, Cu2+, Ca2+, Zn2+, Mg2+, Mn2+ и др.). В ряде случаев ионы металлов выполняют функцию кофактора фермента.

В других случаях они способствуют присоединению субстрата к активному центру фермента. Ионы металлов оказываются активаторами только в условиях дефицита их в организме.  2. Аллостерические эффекторы, которые связываются с аллостерическим (регуляторным) участком апофермента.

Это связывание вызывает конформационные изменения в молекуле белка, приводящие к изменению структуры активного центра, что сказывается на связывании и превращении субстрата в активном центре. При этом активность фермента либо увеличивается (это аллостерические активаторы), либо уменьшается (это аллостерические ингибиторы).

Аллостерическими эффекторами ферментов наиболее часто выступают различные метаболиты, а также гормоны, ионы металлов, нуклеозиды – АТФ, АДФ, АМФ.  3. Вещества, вызывающие модификации, не затрагивающие активный центр фермента.

Возможно несколько вариантов таких модификаций:  – активация путём присоединения специфической модифицирующей группы к молекуле фермента.  Отрицательно заряженные фосфатные группы могут разрывать слабые водородные и ионные связи в третичной структуре белка-фермента и влиять на конформационное состояние его активного центра.

В зависимости от природы фермента фосфорилирование может его активировать или, наоборот, инактивировать. Реакции присоединения фосфатной группы катализируют ферменты протеинкиназы, а отщепления – фосфатазы. Активность этих ферментов в свою очередь находится под контролем гормональной системы.

  – активация путём перехода неактивного предшественника – профермента в активный фермент за счёт частичного протеолиза.  Некоторые ферменты синтезируются в клетке первоначально неактивными и после секреции из клетки переходят в активную форму. Неактивные предшественники называются проферменты (зимогены).

Под действием активатора происходит частичный гидролиз профермента с отщеплением от него неактивного пептида, в результате чего открывается активный центр. Так происходит активация ферментов желудочно-кишечного тракта, переваривающих белки пищи. Например, фермент пепсиноген, синтезированный в клетках желудка, затем в просвете желудка под действием соляной кислоты превращается в активный пепсин путём удаления неактивного участка полипептидной цепи: 

– активатор вызывает диссоциацию субъединиц фермента, имеющего четвертичную структуру (отщепление одной из субъединиц фермента). 

Ингибиторы ферментов

Ингибиторами называют вещества, вызывающие снижение активности фермента. Следует различать инактивацию и ингибирование фермента.

Сам по себе факт торможения ферментативной реакции в присутствии какого-либо вещества ещё не говорит о том, что это вещество – ингибитор. Любые денатурирующие агенты вызывают инактивацию фермента и торможение ферментативной реакции.

Ингибиторы, в отличие от денатурирующих агентов, действуют в малых концентрациях и вызывают специфическое снижение ферментативной активности. 

По прочности связывания с ферментом ингибиторы делятся на обратимые и необратимые. Необратимые ингибиторы прочно связываются с ферментом, тогда как комплекс фермент – обратимый ингибитор непрочен. Если сильно разбавить раствор фермента с обратимым ингибитором, то их комплекс распадается и активность фермента восстанавливается. 

Механизмы действия ингибиторов ферментов

По механизму действия ингибиторы делятся на конкурентные и неконкурентные.

Конкурентные ингибиторы имеют структурное сходство с молекулой субстрата, что позволяет им занять место субстрата в активном центре фермента:  E + S + I → EI + S  Встраиваясь вместо субстрата в активный центр, такой ингибитор не даёт ферментативной реакции осуществиться. То есть, субстрат конкурирует с ингибитором за активный центр.

С активным центром связывается то соединение, молекул которого больше. Снять конкурентное ингибирование можно, увеличив концентрацию субстрата.  На принципе конкурентного ингибирования основано действие многих фармакологических препаратов (например, сульфаниламидных), инсектицидов, фосфорорганических боевых отравляющих веществ (зарин, зоман).

  Неконкурентные ингибиторы не имеют структурного сходства с субстратами. Они или связываются с каталитическими группами активного центра фермента, или, связываясь с ферментом вне активного центра, изменяют конформацию активного центра таким образом, что это препятствует превращению субстрата.

Поскольку неконкурентный ингибитор не влияет на связывание субстрата, то в отличие от конкурентного ингибирования наблюдается образование тройного комплекса:  E + S + I → ESI 

К неконкурентным ингибиторам относятся ионы тяжёлых металлов: ртути, свинца, кадмия, мышьяка. Они блокируют SH-группы, входящие в каталитический участок фермента.

Снять действие неконкурентного ингибитора избытком субстрата, как при конкурентном ингибировании, нельзя, а можно лишь веществами, связывающими ингибитор (реактиваторами).

Тяжелые металлы лишь в небольших концентрациях играют роль ингибиторов, в больших концентрациях они действуют как денатурирующие агенты.

Наиболее важными неконкурентными ингибиторами являются образующиеся в живой клетке промежуточные продукты метаболизма, способные обратимо связываться с аллостерическими участками фермента – аллостерические ингибиторы.

Они занимают ключевое положение в метаболизме, поскольку тонко реагируют на изменения в обмене веществ и регулируют прохождение веществ по целой системе ферментов. Например, аллостерическая регуляция проявляется в виде ингибирования конечным продуктом первого фермента цепи.

Эта регуляция сходна с регуляцией по механизму обратной связи и позволяет контролировать выход конечного продукта, в случае накопления которого прекращается работа первого фермента цепи 

  Никита Журавлев   :  91

Может быть интересно

Источник: http://medicine-simply.ru/just-medicine/8

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Процессы ингибирования

Cтраница 1

Процесс ингибирования, предложенный в патенте, предназначен для защиты металлов от коррозии, находящихся в контакте с циркулирующей водой, т.е.

водой, которая движется через конденсаторы, охлаждающие рубашки, башни, испарительные или распределительные системы.

Процесс может быть также использован для защиты металлов от коррозии и в других водных системах.

Посредством этого СЃРїРѕСЃРѕР±Р° можно ингибировать РєРѕСЂСЂРѕР·РёСЋ сталей, меди Рё ее сплавов, алюминия Рё его сплавов, латуни, широко используемых РІ циркулирующих водных системах.  [1]

Процесс ингибирования фермента при этих условиях называется смешанным ингибированием.

Р’ С…РѕРґРµ такого процесса возникает неактивный комплекс EIS Рё, РєСЂРѕРјРµ того, ингибитор понижает сродство катализатора Рє субстрату.  [2]

Процесс ингибирования термоокисления поликапроамида РІ присутствии CuN3 протекает, вероятно, РїРѕ СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕ-радикальному механизму.  [4]

Р�сследование процесса ингибирования РІ катализе позволило установить РЅРµ только типы реакций, РІ которых наиболее часто наблюдается ингибирование, РЅРѕ также главные РіСЂСѓРїРїС‹ ингибиторов.  [5]

Эффективность процесса ингибирования зависит от правильного выбора типа ингибитора и его концентрации в водном растворе или углеводородном конденсате.

Оптимальные условия применения ингибитора РєРѕСЂСЂРѕР·РёРё определяются для каждого конкретного случая РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ специальных лабораторных Рё промысловых исследований.  [6]

В процессе ингибирования концентрация несвязанного кислорода уменьшается и Т приближается к максимальному значению ( рис. 15.

7), соответствующему времени релаксации обез-гаженного мономера. В этот промежуток времени прекращается ингибирование реакции.

Затем начинается образование полимерных цепей, вязкость среды увеличивается, Рё значение Рў соответственно снижается.  [7]

Р’ процессе ингибирования РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ образование промежуточных соединений.  [8]

В процессе ингибирования концентрация несвязанного кислорода уменьшается, и Т приближается к максимальному значению ( рис. 15.

9), соответствующему времени релаксации обезгаженного мономера. В этот промежуток времени прекращается ингибирование реакции.

Затем начинается образование полимерных цепей, вязкость среды увеличивается, Рё величина Рў соответственно падает.  [10]

Последний интенсифицирует процессы ингибирования Рё коагулирования Рё РїСЂРё совместных обработках СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё солями.  [12]

Возможность исследования процесса ингибирования стабильными свободными радикалами привлекает СЃ первого взгляда, так как можно ожидать, что РёС… непосредственное взаимодействие СЃ полимерными радикалами является преобладающей реакцией.  [13]

Кинетический анализ процессов ингибирования РїРѕ сравнению СЃ привычными проблемами кинетики полимеризации является значительно более трудной задачей, требующей более серьезного математического аппарата.  [14]

Р’ патенте описывается процесс ингибирования или улучшения углеводородных топлив, которые РїСЂРё испытании РЅР° РєРѕСЂСЂРѕР·РёСЋ меди РЅРµ соответствовали стандарту ASTM D-130, путем обработки РёС… РёРѕРґРѕРј или Р±СЂРѕРјРѕРј.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id341248p1.html

Лекарства обычно ингибируют ферменты

Процессы ингибирования

В медицине активно разрабатываются и используются соединения, изменяющие активность ферментов с целью регуляции скорости метаболических реакций и уменьшения синтеза определенных веществ в организме.

Подавление активности ферментов обычно называют ингибированием, однако это не всегда корректно. Ингибитором называется вещество, вызывающее специфичное снижение активности фермента.

Таким образом, неорганические кислоты и тяжелые металлы ингибиторами не являются, а являются инактиваторами, так как снижают активность многих ферментов, т.е. действуют неспецифично.

В научной деятельности для более точного описания процессов ингибирования пользуются кинетикой Михаэлиса-Ментен и ее терминами – максимальная скорость (Vmax) и константа Михаэлиса (Km).

Ингибирование ферментов

Можно выделить два основных направления ингибирования

  • по прочности связывания фермента с ингибитором ингибирование бывает обратимым и необратимым.
  • по отношению ингибитора к активному центру фермента ингибирование делят на конкурентное и неконкурентное.

Необратимое ингибирование

При необратимом ингибировании происходит связывание или разрушение функциональных групп фермента, необходимых для проявления его активности.

Например, вещество диизопропилфторфосфат прочно и необратимо связывается с гидроксигруппой серина в активном центре фермента ацетилхолинэстеразы, гидролизующей ацетилхолин в нервных синапсах. Ингибирование этого фермента предотвращает распад ацетилхолина в синаптической щели, в результате чего медиатор продолжает оказывать воздействие на свои рецепторы, что бесконтрольно усиливает холинергическую регуляцию.

Аналогично диизопропилфторфосфат ингибирует химотрипсин и другие протеазы, имеющие в активном центре серин (сериновые протеазы).

Диизопропилфторфосфат относится к нервно-паралитическим ядам, аналогичным образом действуют боевые фосфоорганические вещества (зарин, зоман). Сюда же относится вещество “малатион”, включенный в инсектициды (карбофос, дихлофос) и превращающийся в организме насекомых в ингибитор ацетилхолинэстеразы, а в организме животных и человека разрушающийся до безвредных продуктов.

Механизм необратимого ингибирования ацетилхолинэстеразы

Еще один пример связан с ингибированием ацетилсалициловой кислотой (аспирином) ключевого фермента синтеза простагландинов – циклооксигеназы.

Эта кислота входит в состав противовоспалительных средств и используется при воспалительных заболеваниях и лихорадочных состояниях.

Присоединение ацетильной группы к гидроксильной группе серина в активном центре фермента вызывает инактивацию последнего и прекращение синтеза простагландинов.

Механизм необратимого ингибирования циклооксигеназы

Третьим показательным примером необратимого ингибирования является влияние антибиотика пенициллина на фермент транспептидазу, сшивающую цепи пептидогликана как последний шаг в синтезе клеточной стенки бактерий.

Обратимое ингибирование

При обратимом ингибировании происходит непрочное связывание ингибитора с функциональными группами фермента, вследствие чего активность фермента постепенно восстанавливается.

Примером обратимого ингибитора может служить прозерин, связывающийся с ферментом ацетилхолинэстеразой в ее активном центре. Группа ингибиторов холинэстеразы (прозерин, дистигмин, галантамин) используется при миастении, после энцефалита, менингита, травм ЦНС.

Конкурентное ингибирование

При таком виде ингибирования ингибитор по своей структуре похож на субстрат фермента. Поэтому он соперничает с субстратом за активный центр (за контактный участок), что приводит к уменьшению связывания субстрата с ферментом и нарушению катализа.

В этом состоит особенность конкурентного ингибирования – возможность усилить или ослабить ингибирование через изменение концентрации субстрата.

При данном ингибировании максимальная скорость реакции остается вполне достижимой при создании высоких концентраций субстрата.

Например:

1. Ингибирование фермента цикла трикарбоновых кислот сукцинат-дегидрогеназы малоновой кислотой, структура которой схожа со структурой субстрата этого фермента – янтарной кислоты (сукцината).

Конкурентное ингибирование сукцинатдегидрогеназы

2.

Также к конкурентным ингибиторам относят антиметаболиты или псевдосубстраты, например, антибактериальные средства сульфаниламиды, схожие по структуре с пара-аминобензойной кислотой, компонентом фолиевой кислоты. При лечении сульфаниламидами в бактериальной клетке возникает конкуренция  между сульфаниламидом и пара-аминобензойной кислотой при синтезе дигидрофолиевой кислоты, что и вызывает лечебный эффект.

3. В качестве других примеров лекарственных конкурентных ингибиторов можно привести

Примером конкуренции, но не ингибирования (!), является взаимодействие этанола и метанола за активный центр алкогольдегидрогеназы. В данном случае ингибирование, как таковое, отсутствует, но с активным центром фермента связывается тот спирт, концентрация которого больше. Данный эффект используют у пациентов с отравлением метанолом для которого этиловый спирт является антидотом.

Неконкурентное ингибирование

Данный вид ингибирования связан с присоединением ингибитора не в активном центре, а в другом месте молекулы. Но при этом меняется структура активного центра и связь с субстратом становится невозможной.

Это может быть аллостерическое ингибирование, когда активность фермента снижается естественными модуляторами, или связывание с ферментом каких-либо веществ вне активного и аллостерического центра.

Например:

  • синильная кислота (цианиды) связывается с гемовым железом ферментов дыхательной цепи и блокирует клеточное дыхание,
  • связывание ионов тяжелых металлов (Cu2+, Hg2+, Ag+) с SH-группами белков.

Также примером может служить фруктозо-1,6-дифосфат, который ингибируя аденилосукцинатсинтетазу (синтез пуриновых нуклеотидов), синхронизирует в мышце функционирование пуриннуклеотидного цикла и гликолиза, поставлющего энергию для мышечного сокращения.

Особенностью неконкурентного ингибитора является его способность связываться с ферментом независимо от субстрата, т.е. изменение концентрации субстрата никак не влияет на образование комплекса фермент-ингибитор.

Бесконкурентное ингибирование

В этом случае ингибитор связывается в активном центре с фермент-субстратным комплексом. Повышение концентрации субстрата, увеличивая количество фермент-субстратного комплекса, усиливает и связывание ингибитора с ним. Таким образом, бесконкурентное ингибирование более сложно, чем другие типы ингибирования. 

В качестве примера бесконкурентного ингибирования обычно называют связывание пенициллина и фермента транспептидазы, обеспечивающей сшивку цепей пептидогликана при синтезе клеточной стенки бактерий. Пенициллин встраивается в активный центр фермента и его лактамное кольцо мимикрирует под переходное состояние фермента – фермент-субстрат. Хотя ситуация похожа на конкурентное ингибирование, из-за одновременного снижения Vmax и Km этот случай относят к бесконкурентному.

На примере пенициллина также рассматривается т.н. суицидное ингибирование. При нем субстрат первоначально связывается с ферментом обратимо, а затем образует устойчивое ковалентное соединение с активным центром, что приводит к ингибированию активности фермента.

Смешанное ингибирование

При таком ингибировании ингибитор способен присоединяться везде – не только в активном центре, но и в других частях молекулы. Но после этого фермент еще способен частично сохранять свою активность. Примером является влияние  мертиолата (ртутьорганическое вещество) на сахаразу грибов микромицетов для подавления их роста.

Источник: https://biokhimija.ru/fermenty/ingibirovanie-fermentov.html

Конкурентное ингибирование: определение, особенности и примеры

Процессы ингибирования

Все биохимические реакции, протекающие в организме, подвержены специфическому контролю, который осуществляется через активирующее или ингибирующее воздействие на регуляторные ферменты.

Последние обычно находятся в начале цепочек метаболических превращений и либо запускают многоэтапный процесс, либо тормозят его. Регулированию также подвергаются некоторые единичные реакции.

Конкурентное ингибирование является одним из основных механизмов контроля каталитической активности ферментов.

Что такое ингибирование?

Механизм ферментативного катализа основан на связывании активного центра энзима с молекулой субстрата (комплекс ES), в результате чего происходит химическая реакция с образованием и освобождением продукта (E+S = ES = EP = E+P).

Ингибированием фермента называют снижение скорости или полную остановку процесса катализа.

В более узком смысле под этим термином подразумевают уменьшение сродства активного центра к субстрату, что достигается путем связывания молекул энзимов с веществами-ингибиторами.

Последние могут действовать различными способами, на основании чего поделены на несколько типов, которым соответствуют одноименные механизмы ингибирования.

Основные типы ингибирования

По характеру протекания процесса ингибирование бывает двух видов:

  • Необратимое – вызывает стойкие изменения в молекуле фермента, лишающие ее функциональной активности (последняя не подлежит восстановлению). Оно может иметь как специфический, так и неспецифический характер. Ингибитор прочно связывается с энзимом путем ковалентного взаимодействия.
  • Обратимое – основной вид негативной регуляции ферментов. Осуществляется за счет обратимого специфического присоединения ингибитора к белку-энзиму слабыми нековалентными связями, поддается кинетическому описанию по уравнению Михаэлиса-Ментен (исключение составляет аллостерическая регуляция).

Выделяют два основных типа обратимого ингибирования ферментов: конкурентное (может быть ослаблено увеличением концентрации субстрата) и неконкурентное. В последнем случае происходит снижение максимально возможной скорости катализа.

Основная разница между конкурентным и неконкурентным ингибированием заключается в месте присоединения регуляторного вещества к ферменту. В первом случае ингибитор связывается непосредственно с активным центром, а во втором – с другим участком энзима, либо с фермент-субстратным комплексом.

Существует также смешанный тип ингибирования, при котором связывание с ингибитором не предотвращает образование ES, но замедляет катализ. В этом случае вещество-регулятор находится в составе двойных или тройных комплексов (EI и EIS). При бесконкурентном типе фермент связывается только с ES.

Особенности обратимого конкурентного ингибирования ферментов

Конкурентный механизм ингибирования основан на структурном сходстве регуляторного вещества с субстратом. В результате образуется комплекс активного центра с ингибитором, условно обозначаемый как EI.

Обратимое конкурентное ингибирование имеет следующие особенности:

  • связывание с ингибитором происходит в активном центре;
  • инактивация молекулы фермента обратима;
  • ингибирующий эффект может быть уменьшен увеличением концентрации субстрата;
  • ингибитор не влияет на максимальную скорость ферментативного катализа;
  • комплекс EI может распадаться, что характеризуется соответствующей константой диссоциации.

При таком типе регуляции ингибитор и субстрат как бы соперничают (конкурируют) друг с другом за место в активном центре, откуда и произошло название процесса.

В итоге конкурентное ингибирование можно определить как обратимый процесс торможения ферментативного катализа, основанный на специфическом сродстве активного центра к веществу-ингибитору.

Механизм действия

Связывание ингибитора с активным центром препятствует образованию фермент-субстратного комплекса, необходимого для осуществления катализа. В итоге молекула энзима становится неактивной.

Тем не менее каталитический центр может связаться не только с ингибитором, но и с субстратом. Вероятность образования того или иного комплекса зависит от соотношения концентраций.

Если молекул субстрата значительно больше, то фермент будет реагировать с ними чаще, чем с ингибитором.

Влияние на скорость химической реакции

Степень торможения катализа при конкурентном ингибировании определяется тем, какое количество фермента будут образовывать EI-комплексы. При этом можно увеличить концентрацию субстрата до такой степени, что роль ингибитора будет вытеснена, а скорость катализа достигнет максимально возможного значения, соответствующего величине Vmax по уравнению Михаэлиса-Ментен.

Такое явление объясняется сильным разбавлением ингибитора. Как следствие, вероятность связывания с ним молекул фермента сводится к нулю, а активные центры реагируют только с субстратом.

Кинетические зависимости ферментативной реакции при участии конкурентного ингибитора

Конкурентное ингибирование увеличивает константу Михаэлиса (Km), которая равна концентрации субстрата, необходимой для достижения ½ максимальной скорости катализа в начале реакции.

Количество фермента, гипотетически способного связаться с субстратом, остается постоянным, а число фактически образующихся ES-комплексов зависит только от концентрации последнего (комплексы EI не постоянны и могут быть вытеснены субстратом).

Конкурентное ингибирование ферментов легко определить по графикам кинетической зависимости, построенным для разных концентраций субстрата. В этом случае величина Km будет меняться, а Vmax оставаться постоянной величиной.

При неконкурентном ингибировании все наоборот: ингибитор связывается вне активного центра и присутствие субстрата никак не может на это повлиять.

В результате часть молекул фермента “выключается” из катализа, и максимально возможная скорость снижается.

Тем не менее активные молекулы энзима могут беспрепятственно связываться с субстратом как при маленькой, так и при высокой концентрации последнего. Следовательно, константа Михаэлиса остается постоянной.

Графики конкурентного ингибирования в системе двойных обратных координат представляют собой несколько прямых, пересекающих ось ординат в точке 1/Vmax. Каждая прямая соответствует определенной концентрации субстрата. Разные точки пересечения с осью абсцисс (1/[S]) говорят об изменении константы Михаэлиса.

Действие конкурентного ингибитора на примере малоната

Типичным примером конкурентного ингибирования является процесс снижения активности сукцинатдегидрогиназы — фермента, катализирующего окисление янтарной кислоты (сукцината) в фумаровую. В роли ингибитора здесь выступает малонат, имеющий структурное сходство с сукцинатом.

Добавление ингибитора в среду вызывает образование комплексов малоната с сукцинатдегидрогиназой. Такая связь не вызывает повреждения активного центра, но блокирует его доступность для янтарной кислоты. Увеличение концентрации сукцината снижает ингибирующий эффект.

Использование в медицине

На механизме конкурентного ингибирования основано действие многих лекарственных препаратов, представляющих собой структурные аналоги субстратов некоторых метаболических путей, торможение которых является необходимой частью лечения заболеваний.

Например, для улучшения проводимости нервных импульсов при мышечных дистрофиях требуется повысить уровень ацетилхолина. Это достигается угнетением активности гидролизующей его ацетилхолинэстеразы. В роли ингибиторов выступают четвертичные аммониевые основания, входящие в состав лекарственных препаратов (прорезин, эндрофоний и т. д.).

В особую группу выделяют антиметаболиты, которые помимо ингибирующего действия проявляют свойства псевдосубстрата.

В таком случае формирование комплекса EI приводит к образованию биологически инертного аномального продукта.

К антиметаболитам относят сульфаниламиды (используются при лечении бактериальных инфекций), аналоги нуклеотидов (применяются для остановки клеточного роста раковой опухоли) и т. д.

Источник: https://FB.ru/article/411498/konkurentnoe-ingibirovanie-opredelenie-osobennosti-i-primeryi

Процесс ингибирования ферментов может носить как обратимый, так и

Процессы ингибирования

необратимый характер. При необратимом ингибировании ингибитор настолько

прочно связывается с ферментом, что это вызывает стойкие (необратимые) из-

менения активности фермента. Примером необратимого ингибирования может

служить действие нервнопаралитических ядов на ацетилхолинэстеразу, иг-

рающую важную роль в процессах передачи нервных импульсов. Например,

одно из таких отравляющих веществ – диизопропилфторфосфат – взаимодей-

ствует с остатком серина в активном центре фермента с образованием прочного

неактивного комплекса диизопропилфосфорил-фермент: 88

Фермент

Диизопропилфторфосфат Диизопропилфосфорил-фермент

При обратимом ингибировании равновесие между ингибитором и фер-

ментом устанавливается довольно быстро. Комплекс фермент-обратимый ин-

гибитор довольно лабилен, вследствие чего быстро диссоциирует, при этом ак-

тивность фермента восстанавливается. Примером обратимого ингибирования

является образование молекулярного комплекса монооксида углерода СО с ге-

мом гемоглобина, который может быть разрушен введением избытка в орга-

низм кислорода.

Классическими вариантами ингибирования являются: конкурентное, не-

конкурентное, бесконкурентное и субстратное ингибирование.

Конкурентное ингибирование. Конкурентные ингибиторы вызывают

торможение ферментативной реакции за счет структурного сходства молекулы

ингибитора с молекулой субстрата. В этом случае ингибитор и субстрат, буду-

чи схожими по строению, конкурируют между собой за активный центр фер-

мента. Ингибирование наступает вследствие того, что ингибитор в силу боль-

шего стехиометрического соответствия связывает часть молекул фермента в

ингибитор-ферментные комплексы, лишая тем самым субстрат возможности

взаимодействовать с истинным ферментом.

Cкорость ферментативной реакции в случае полного конкурентного ингибиро-

вания будет определяться из следующего уравнения:

В этом случае зависимость в координатах Лайнувера-Берка имеет вид пучка

прямых, пересекающихся в точке на оси ординат (табл. 10), здесь КI – кон-

станта конкурентного ингибирования, т.е. константа диссоциации комплекса

фермент-ингибитор (EI), которая отражает сродство ингибитора к ферменту:

чем меньше КI , тем сильнее действие ингибитора.

Классическим примером конкурентного ингибирования является дейст-

вие малоната на сукцинатдегидрогеназу – фермент, отщепляющий от сукцината89

ионы водорода. Малонат отличается от сукцината лишь тем, что содержит

вместо двух одну метиленовую группу:

Сукцинат Малонат

Снять конкурентное ингибирование можно избытком субстрата, вытесняющего

ингибитор из активных центров фермента и тем самым повышающего его ак-

тивность.

Избирательно выключая тот или иной фермент, можно проводить свое-

образный анализ участия конкретного фермента в обмене веществ. Явление

конкурентного ингибирования открывает возможности для поиска антиметабо-

литов – конкурентных ингибиторов, перспективных в качестве специфических

лекарственных веществ. Таким способом были открыты сульфаниламидные

препараты, молекулы которых сходны по структуре с п-аминобензойной кисло-

той (ПАБК), используемой бактериями для синтеза фолиевой кислоты – кофак-

тора бактериальных ферментов. Замена ПАБК на молекулу сульфаниламида

останавливает синтез фолиевой кислоты, блокируя развитие последующих ме-

таболических стадий.

Изучение механизмов конкурентного ингибирования довольно успешно

применяется в медицинской практике. Так, например, щавелевая кислота явля-

ется сильнейшим ядом для организма человека. Она образуется в результате

окисления этиленгликоля – добавки в антифриз для автомобильных двигателей.

При отравлении этиленгликолем ежегодно в мире погибает около 50 человек.

Этиленгликоль окисляется в щавелевую кислоту в несколько этапов, первый из

которых заключается в окислении этиленгликоля до альдегидного производно-

го:

Данная реакция катализируется ферментом алкогольдегидрогеназой. Эту реак-

цию можно эффективно затормозить путем введения большой, почти токсиче-

ской дозы этанола. Этанол является конкурентным ингибитором алкогольде-

гидрогеназы и тем самым предотвращает окисление этиленгликоля в альдегид-

ное производное. В результате этиленгликоль выводится, не причиняя вреда

организму. Этот же принцип лежит в основе лечения отравлений метанолом.

Неконкурентное ингибирование. Неконкурентное ингибирование вы-

зывается веществами, не имеющими структурного сходства с субстратом и свя-

зывающимися с каталитическими группами активного центра или с другими

фрагментами молекулы фермента таким образом, что это затрагивает структуру

каталитического центра, мешая взаимодействию с ним субстрата. Неконку-

рентное ингибирование приводит к образованию тройного комплекса фер-90

мент–субстрат–ингибитор, однако, дальнейшего превращения этого ком-

плекса в продукты не происходит:

Зависимость в координатах Лайнувера – Берка представляет собой пучок пря-

мых, пересекающихся на оси абсцисс (табл. 10).

Примером неконкурентного ингибитора являются анионы СN−, которые

прочно связываются ионом Fe3+, входящим в каталитический участок гемино-

вого фермента – цитохромоксидазы. Блокада этого фермента выключает дыха-

тельную цепь, и клетка погибает. Токсичность действия ионов тяжелых метал-

лов (ртути, свинца, кадмия, мышьяка) и их органических соединений также

обусловлена неконкурентным ингибированием, механизм которого заключает-

ся в блокировании сульфгидрильных групп каталитического участка фермента

(подробнее о токсичном действии различных ионов металлов см. в главе 4 на-

стоящего Раздела). Снять действие неконкурентного ингибитора избытком суб-

страта нельзя, а можно лишь веществами, прочно связывающими ингибитор –

реактиваторами (рис. 14).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/8_84038_protsess-ingibirovaniya-fermentov-mozhet-nosit-kak-obratimiy-tak-i.html

Book for ucheba
Добавить комментарий