Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭНЗИМОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІ СОҢҒЫ.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

2.5.Ферменттердің әсер ету механизмі

2.5.1. Субстрат катализ кезінде ферменттің активті орталығымен байланыса отырып фермент-субстраттық (ES) комплексін түзеді, комплекс химиялық өзгеріске ұшырап өнім түзеді, ол өз кезегінде бөлініп шығады. Катализ процесін схема түрінде былай көрсетуге болады:

Ферментативті катализді сатыларға шартты түрде былай бөлуге болады (сурет 2.3).

1-сатыда ферменттің активті орталық аймағында субстраттың жақындауымен бейімделуі байқалады. II-сатыда индуцирленген сәйкестік нәтижесінде [Кошланд теориясы бойынша субстрат (S) пен ферменттің активті орталығы конформациясының өзгеруі] фермент-субстраттық комплекс (ES) түзіледі. III-сатыда субстраттағы байланыстар босаңсып, тұрақсыз комплекс фермент-өнім (ЕР) түзіледі. IV-сатыда комплекс (ЕР) ыдырап, активті орталықтан реакция өнімі және фермент бөлініп шығады.

Сурет.2.3.Ферментативті катализ сатылары:

2.5.2.Ферменттердің кинетикалық теориясы 2 маңызды шарттарға негізделген:

1). Химиялық реакция молекулалар соқтығысқанда өтеді, яғни молекулалар байланыс түзуге мүмкіндік туғыза алатын ара қашықтақта болуы керек.

2). Соқтығысу нәтижелі болу үшін (реакция жүруіне әкелетін), әрекеттесетін молекулаларда энергетикалық кедергіні жеңетіндей жеткілік-ті энергия болуы қажет. Энергетикалық кедергі – бұл барлық молекулалар белсенді болу үшін жұмсалатын энергияның ең төменгі мөлшері. Активтендіру энергиясы (Еа, кДж/моль) - бұл бастапқы заттардың орташа энергиясына молекулалар арасындағы соқтығысу белсенді болу үшін қо-сымша берілетін энергия мөлшері (сурет. 2.4).

Фермент активтендіру энергиясын Еа төмендетеді ,яғни энергетикалық кедергінің биіктігін төмендетеді; нәтижесінде белсенді молекулалардың үлесі артады, реакция жылдамдығы да тездейді.

Бос энергия

Бастапқы субстраттар

Соңғы өнім

уақыт

Сурет. 2.4. Еа - ферментсіз және Еа1- ферментпен катализденетін химиялық реакция барысында бос энергияның өзгеруі.

2.6. Кофакторлар және коферменттер

Көптеген ферменттер белсенділік көрсету үшін табиғаты нәруыздық (белоктық) емес кейбір қосылыстарды - кофакторларды қажет етеді. Кофакторлардың екі тобы бар: металл иондары және коферменттер.

2.6.1. Металл иондары фермент қызметіне әртүрлі тәсілдер арқылы қатысады.

•  Субстрат молекуласының құрылысын өзгертеді, бұл оның активті орталықпен сәйкестене әрекеттесуіне көмектеседі. Мысалы, субстрат рөлін комплекс Mg2+ -АТФ атқарады.

•  Ферменттің активті орталығының нативті конформациясын қамтамасыз етеді.

Mg2+, Mn2+, Zn2+, Co2+, Mo2+ иондары ферменттердің активті орталықтарын тұрақтаңдыруға қатысады және оған коферменттің байланысуына көмектеседі.

• Ферменттің нәруыз молекуласының конформациясын тұрақтаңдырады. Мысалы, этанолдың тотығу реакциясын катализдейтін алкогольдегидрогеназа ферментінің төртіншілік құрылымын тұрақтаңдыру үшін мырыш иондары қажет.

• Ферментативті катализге тікелей қатысады. Zn2+, Fe2+, Мп2+, Cu2+ иондары электрофильды катализге қатысады. Ауыспалы валентті металл иондары электрондарды тасымалдауға қатысуы мүмкін. Мысалы, цитохромдарда (гемі бар нәруыздар) темір ионы бір электронды қосып және беруі мүмкін. Осы қасиеттерінің арқасында цитохромдар тотығу-тотықсыздану реакцияларына қатысады:

Сызбанұсқа түрінде фермент пен субстраттың әрекеттесуіндегі кофактордың рөлін комплекс E-S-Me ретінде көрсетуге болады, мұндағы Е - фермент, S - субстрат, Ме - металл ионы.

2.6.2. Коферменттер- органикалық қосылыстар, көбінесе витаминдердің туындылары, олар ферменттің активті орталығында орналасқан , сондықтан ферментативті катализге тікелей қатысады. Құрамында коферменті бар, ферментативті белсенділікке ие фермент холофермент деп аталады. Холофермент – бұл күрделі фермент. Ферменттің белоктық бөлігі апофер-мент деп аталады, бұл бөлік коферментсіз каталитикалық белсенділікке ие бола алмайды.

Кофермент + Апофермент ↔ Холофермент

(белок)

активсіз активті

Кофермент ферменттің белоктық бөлігімен тек реакция кезінде байланысады немесе апоферментпен күшті ковалентті байланыстармен байланысады. Соңғы жағдайда простетикалық топ деп аталады. Көп таралған коферменттер мысалында- витаминдердің туындылары, сонымен қатар олардың ферментативті процестерге қатысуы –2.5 кестеде келтірілген.

Кесте 2.5. Негізгі коферменттердің құрылысы мен атқаратын қызметтері

Кофер-мент

Вита-

мин-

алғы

зат

Берілген кофер-ментті пайдала-

натын

фермент-тің кла сы, тобы

Кофермент

қатысатын реакция механизмі

Коферменттің құрылымы немесе жұмысшы тобы, катализдейтін реакция

Никотин-амидті ко-фермент-

НАД+, НАДФ

Нико-тин

Қыш-қылы,никотина-мид (РР-вита мині-В3)

Оксидо-редукта-залар,

тобы –дегидро-геназалар

Субстраттан

2е- мен 2Н+

бөлініп субстрат тотығады, (Про-тон доноры-Д)

2е-мен Н+ ко- ферментке қосы-лады, 1Н+ерітін-діге ауысады

Флавин-дік кофер-менттер

ФМН ФАД

Рибофлавин( вита

минВ2)

Оксидо-редукта-залар,

тобы –дегидро-гена-залар

Субстраттан

2е- мен 2Н+

бөлініп субстрат тотығады, (Протон доноры-Д), олар коферментке қосылады

Пиридоксальфосфат

Пиридок-син

(В3)

Трансферазалар, тобы амино-трансферазалар

Лиаза-лар,тобы декарбоксилаза-лар

Амин тобын

α-кетоқыш-қылдарға,

СО2 тобының

α-аминқыш-қылдардан бөлінуі

Биотин

Витамин-Н

Лигазалар,тобы карбок

силаза

лар

Субстратты карбоксилдеу

Тиамин

дифосфат

Тиа

Мин

(витаминВ2)

Лигаза, тобы ацилсинтетаза,

Трасфе-раза, тобы ацил-трансфераза,ацетилтрансфераза

Май қышқыл-дарының ак-тивті форма-ларының түзілуі, ацетил және ацил топтарын тасымалдай-ды

Кофер-мент А

Пантотен қышқылы(вит.В3)

Лигаза,

тобы ацилсинтетаза, Трансфераза, то-бы аце-тил- және ацилтрансфераза

Сірке қышқы-лының қал-дығын актив-тендіреді, ацетил- және ацил топта-рын тасымал-дайды

Липоа-мид

Ли-пой қышқы-лы

Трансфераза, то-бы аце-тилтрансфераза

Сірке қышқы-лының қал-дығын тасы-малдайды

Тетраги

дрофолат

(Н5-фолат)

Фоль қышқы-лы

Трансфераза,то

бы метил-трансфераза

Бір көміртекті фрагменттерді тасымалдайды

Аскор-бин қышқы-лы(дегидроаскор-бин қышқы-лы

Ас-кор-бин қышқы-лы

Гидрок-силдеу, антиок-сидант-тық қызмет атқара-ды

Тотығу-тотықсыздану реакциялары