Содержание
- 2. Главная функция белков - ферментативная (каталитическая). «Все ферменты – белки, но не все белки ферменты» Фундаментальное
- 3. Рибозимы (ribonucleic acid enzyme) = РНК фермент или каталитическая РНК В 1967 г. Карл Везе, Френсис
- 4. Реакции, катализируемые рибозимами: гидролиз фосфодиэфирных связей внутри самой молекулы РНК; гидролиз химических связей в других молекулах
- 5. Избранные факты из истории энзимологии В 17 веке Ван Гельмонт ввел термин «фермент» - от fermentum
- 6. Ферменты – биологические катализаторы, способные многократно изменять скорость метабо- лических реакций. Отличия ферментов от небиологических катализа-
- 7. 6. Скорость ферментативной реакции пропорцио- нальна количеству фермента. 7. Ферментативный катализ происходит в особых условиях: температура
- 8. Согласно решению Комиссии по ферментам Между-народного биохимического союза, все известные фер-менты делят на 6 классов. В
- 9. 1 класс: ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ Катализируют окислительно-восстановительные реакции. Содержит 17 подклассов (самый многочис-ленный класс ферментов): S1(red.) + S2(ox)
- 10. 2 класс: ТРАНСФЕРАЗЫ Переносят хим. группы (R) от молекулы-донора к молекуле-акцептору. Содержит 8 подклассов (один из
- 11. 3 класс: ГИДРОЛАЗЫ Разрывают химические связи с присоединением воды. Содержит 11 подклассов (известно около 500 ферментов):
- 12. 4 класс: ЛИАЗЫ Отщепляют (не гидролитически) от субстрата хим. группу, или присоединяют воду по двойной связи.
- 13. 5 класс: ИЗОМЕРАЗЫ. Катализируют внутримолекулярные перестройки (превращения в пределах одной молекулы). Содержит 5 подклассов (известно около
- 14. 6 класс: ЛИГАЗЫ Катализируют присоединение друг к другу двух разных молекул с образованием ковалентной связи. Процесс
- 15. ФЕРМЕНТЫ ПРОСТЫЕ БЕЛКИ (протеазы, липазы, рибонуклеаза) СЛОЖНЫЕ БЕЛКИ Белковая часть (апофермент) Небелковая часть (простетическая группа или
- 16. НЕБЕЛКОВА ЧАСТЬ МОЛЕКУЛЫ СЛОЖНОГО ФЕРМЕНТА КОФЕРМЕНТ: небелковая, но органичес-кая молекула, легко отде-ляется от апофермента. КОФАКТОР: присутствующий
- 17. Классификация коферментов: Витаминные коферменты НАД, НАДФ, ФМН, КоА и др., Их предшественниками явля-ются витамины. Невитаминные коферменты
- 18. Активный (каталитический) центр фермента В нём происходят два важнейших события: связывание молекулы субстрата превращение субстрата(ов) в
- 19. Химотрипсин: активный (каталитический) центр
- 20. Активный центр – трехмерное образование. Для некоторых ферментов активный центр имеет форму щели или углубления.
- 21. Структура активного центра фермента: Контактный (якорный) участок – служит для связывания молекулы субстрата, размещения её в
- 22. Функции аминокислотных остатков, которые не входят в состав активного центра Вспомогательные аминокислоты. Расположены в непосредственной близости
- 23. Механизмы ферментативного катализа Кислотно-основной катализ. В состав активного центра входят аминокислотные остатки, содержащие функциональные группы, которые
- 24. Механизмы ферментативного катализа 2. Ковалентный катализ. В активном центре между молекулой субстрата (S) и каталитическими функциональными
- 25. Помимо вышеупомянутых механизмов ферментативного катализа, важная роль принадлежит следующим явлениям, которые способствуют снижению энергии активации: 1.
- 26. 3. Механизм «пинг-понг». Этот механизм характерен для сложных ферментов, содержащих кофермент. В процессе катализа происходит обратимая
- 27. Двухсубстратные-двухпродуктные ферментативные реакции Такие ферментативные реакции - самый распространённый тип биохимических реакций. Почти все двухсубстратные-двухпродуктные реак-
- 28. Двухсубстратные-двухпродуктные реакции протека- ют с образованием двух видов промежуточных комп- лексов. Причина - субстраты связываются с
- 29. Пример двухсубстратных-двухпродктных реакций, идущих с образованием замещенной формы фермен-та – реакции, катализируемые аминотрансферазами. S1 + E
- 30. Особенность двухсубстратных реакций – кинетика может отклоняться от кинетики Михаэлис-Ментен: график зависимости V от [S] представляет
- 31. Субстратная специфичность ферментов Абсолютная субстратная специфичность. Активный центр фермента комплементарен только одному субстрату. В природе явление
- 32. 2. Групповая субстратная специфичность. Этот вид специфичности характерен для большей части ферментов. Фермент катализирует однотипные реакции
- 33. 3. Стереоспецифичность. Субстрат может иметь несколько стереоизомеров, но фермент взаимодействует только с каким-то одним определенным стереоизомером.
- 34. 4. Каталитическая субстратная специфичность. Одна молекула служит субстратом для нескольких ферментов. Пример: глюкозо-6-фосфат. Г-6-Ф-ДГ (пентозофосфатный путь)
- 35. Гипотезы, объясняющие механизм субстратной специфичности ферментативного катализа Гипотеза Э.Фишера «Ключ – замок» (1890 г.) Структура активного
- 36. 2. Гипотеза Кошланда «Вынужденное соответ-ствие» Структура активного центра не жесткая (способна деформи-роваться). Когда молекула субстрата присоединяется
- 37. В зависимости от рН среды, различные функциональные группы аминокислот фермента будут ионизированы в разной степени. Пути
- 38. Зависимость V ферментативной реакции от рН А B C рН-оптимум фермента лежит вблизи рI. «Колоколообразная кривая»
- 39. Зависимость V ферментативной реакции от рН Для работы подавляющего большинства ферментов существует рН-оптимум. Даже незначительные отклонения
- 40. Зависимость V ферментативной реакции от температуры При более низкой Т пони- жение V реакции обуслов- лено:
- 41. Энергетика биохимических реакций Для протекания химической реакции требуется выполнение, по меньшей мере, трех условий: 1. Реакция
- 42. Энергетика биохимических реакций Энергия активации (Еа) – дополнительное коли- чество кинетической энергии, которое необходимо передать молекуле,
- 43. Энергетика биохимических реакций Взаимодействующие молекулы должны преода-леть энергетический барьер. Именно для этого им необходимо получить дополнительное
- 44. Влияние фермента на величину энергии активации, Еа Время протекания реакции Энергия S+E ? ? ES ?
- 45. Переходное состояние и фермент- субстратный комплекс (ES) S(субстрат) + Е(фермент) ?? ES ? EP ? E
- 46. Зависимость V реакции от Т Коэффициент Ван-Гоффа (Q10): VT+10 Q10 = VT Коэффициент показывает: во сколько
- 47. Аррениус установил зависимость между константой скорости реакции и энергией активации dlnk Ea = dT RT2 График
- 48. Ферментативная кинетика
- 49. E S P В общем виде скорость (V) ферментативной реакции можно описать уравнениями: Если выражать через
- 50. Одна из характеристик ферментативной реакции: Порядок реакции Порядок реакции определяется числом участников реакции, концентрации которых перемножаются
- 51. Константа скорости (био)химической реакции k чис-ленно равна скорости реакции при концентрации каждого из реагирующих веществ -
- 52. Реакция второго порядка: k A + B ? P k – константа реакции второго порядка, размерность:
- 53. В случае тримолекулярных реакций: A + В + С ? P Такие реакции нельзя относить к
- 54. Единицы активности фермента: Международная единица (МЕ, Е, U): Аактивность, при которой происходит утилизация 1 микромоля S
- 55. Законы ферментативной кинетики. Первые попытки. Первые попытки описания законов ферментативной кинетики были сделаны Брауном и Анри
- 56. Исследоания Л. Михаэлис и М. Ментен Leonor Michaelis 1875-1949 Maud Leonora Menten 1879-1960
- 57. В 1913 году Л. Михаэлис и М. Ментен вывели уравнение кинетики ферментативной реакции (уравнение Михаэлис -
- 58. V образования комплекса ES = k1[E][S] V диссоциации комплекса ES = k2+k3 [ES] k1[E][S] = k2+k3
- 59. Уравнение Михаэлис – Ментен: [S] v = Vmax. [S] + Km Реакция первого порядка Реакция смешанного
- 60. V [S] - Свободный фермент, Е Фермент-субстратный комплекс, ES Доля молекул фермента, образовавших фермент-субстратный комплекс
- 61. Из графика, построенного на основе уравнения Михаэлис – Ментен, следует: Eсли [S] [S] V = Vmax
- 62. При достижении определенной [S], скорость ферментативной реакции перестает зависить от [S] – достигается состояние «насыщения». При
- 63. Практика показала, что in vitro даже при [S] = 10Km, наблюдаемая скорость реакции может составлять 0,92
- 64. Способы линеаризации кривой Михаэлис - Ментен: 1. График Лайнуивера – Бэрка (график двойных обрат- ных координат,
- 65. 2. График Эди –Хофсти, рубеж 40 и 50-х. Vmax Vmax/KM Этот график ещё более точен, чем
- 66. 3. График Эйзенталя и Корниш-Боудена, 1974 г. Vmax v10 -S10 S V
- 67. Для чего необходимо знать величины Km и Vmax Km Зависит от То; если фермент проявляет относительную
- 68. Vmax Зависит от концентрации фермента: чем больше фер- мента, тем выше скорость. Vmax – отражает важную
- 69. Регуляция неаллостерических ферментов Неаллостерические ферменты активируются с участием кофакторов и коферментов, а снижают активность под влиянием
- 70. ИНГИБИРОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ Ингибирование Инактивация Ингибитор – соединение, специфи-чески снижающее активность Е, путём прямого или косвенного влияния
- 71. ИНГИБИТОРЫ НЕОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ Разрушают/модифицируют функ- циональные группы в составе активного центра – «каталитичес- кие яды». Не
- 72. Инактиваторы – комплекс химических, биологических, физических факторов, которые способны деструктурировать молекулу фермента. Под влиянием инактиваторов активность
- 73. Конкурентные (изостерические) ингибиторы, Iк Связываются с активным центром фермента, конкурируя за активный центр с субстратом (S),
- 74. k1 E + Iк EIк k2 Ki – константа ингибирования (константа диссо- циации комплекса EIк): k2
- 75. Физический смысл константы ингибирования Ki: это концентрация конкурентного ингибитора, при которой он связывается с половиной активных
- 76. Выявление конкурентного типа ингибирования путем построения графика Лайнуивера-Бэрка Vmax = Const. Km увеличивается в присутствии Iк
- 77. Влияние конкурентного ингибитора на каталитические свойства фермента Координаты Лайнуивера - Бэрка Координаты Михаэлис - Ментен
- 78. Неконкурентные ингибиторы, Iнк Связываются не с активным центром фермента, а с другим участком молекулы фермента (за
- 79. Iнк не уменьшает доли Е, связавшегося с S, но снижает число оборотов фермента. Этот вид ингибирования
- 80. Выявление неконкурентного типа ингибирования путем построения графика Лайнуивера-Бэрка Vmax уменьшается Km = Const.
- 81. Влияние неконкурентного ингибитора на каталитические свойства фермента Координаты Лайнуивера - Бэрка Координаты Михаэлис - Ментен
- 82. Выявление смешанного типа ингибирования путем построения графика Лайнуивера-Бэрка 1/ V 1/ S [I] -1/Km
- 83. Бесконкурентные ингибиторы, Iбк Такой ингибитор присоединяется только к уже существующему комплексу ES. В отсутствие S, ингибитор
- 84. Выявление бесконкурентного типа ингибирования путем построения графика Лайнуивера-Бэрка 1/ V 1/S [I] Значения Кm и Vmax
- 85. Частный случай бесконкурентного ингибирования – ингибирование субстратом или субстратное торможе-ние. В условиях существенного избытка субстрата (чрез-вычайно
- 87. Скачать презентацию