Ферменты. Уравнение Михаэлиса-Ментен

ФЕРМЕНТЫ (ЭНЗИМЫ)

это высокоспецифичные белки, выполняющие функции биологических катализаторов.
Катализатор - это

КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ

Белок~кофактор

белок

кофактор

Связь может быть
ковалентной или
нековалентной

Холофермент
(оптимальная каталитическая
активность)

Апофермент;
неактивен
или менее активен

(Неорганический ион
или органическое

Энергия исходных
продуктов

Энергетический
порог реакции
без катализатора

Энергетический
порог реакции
с катализатором

КАТАЛИЗАТОР

Связывание фермента с субстратом происходит
в активном центре

В активном центре
участвуют
аминокислотные

Высокая избирательность действия фермента
обеспечивается тем, что субстрат связывается
в активном

Способы регуляции:
1. Аллостерическая регуляция
2. Ковалентная модификация
3. Диссоциация неактивного
предшественника (зимогена),
на активный

1. Аллостерическая регуляция

эффектор

Каталитическая
субъединица
с активным центром

Неактивный фермент

Регуляторная субъединица
с аллостерическим центром

Активный фермент

S

субстрат

S

ES-ферментсубстратный
комплекс

2. Ковалентная модификация

Неактивный
Е

СН2ОН

Акт.Е

СН2О-РО3Н2

АТР

АDP

Н3РО4

Фосфорилирование - дефосфорилирование

a)

б) активация зимогенов - предшественников ферментов

трипсиноген

+

Регуляция действия ферментов

E4

E3

E2

E1

A

B

C

D

P

Ингибирование по принципу
обратной связи

Исходный субстрат

Конечный продукт

Мультиферментная
система, осуществляющая
превращение А в

ИНГИБИТОРЫ

специфические

неспецифические

обратимые

необратимые

конкурентные

неконкурентные

Необратимое ингибирование
путем ковалентной модификации

Фермент -
ацетилхолин-
эстераза

Ингибитор -
диизопропил-
фторфосфат

Неактивный
фермент

Обратимое ингибирование ферментов

Конкурентное ингибирование

Неконкурентное ингибирование

E

EI

ES

E + P

I

E

ES

E + P

ESI

EI

I

I

S

S

Иммобилизация фермента - закрепление
на полимерном носителе (полистироле)

Иммобилизованный фермент не смешивается
с

Каждый фермент имеет определенный оптимум рН

Относи-
тельная
скорость

Активность пепсина-
фермента желудочного
сока максимальна при
рН~ 1

Оптимальная температура

00

700

Активность ферментов зависит от температуры

А
к
т
и
в
н
о
с
т
ь

Температура, 0С

Для большинства
ферментов
tопт = 37

Кинетика ферментативных реакций

Влияние концентрации субстрата на скорость реакции

УРАВНЕНИЕ МИХАЭЛИСА-МЕНТЕН

В чем его смысл? — Позволяет получить формальные характеристики скорости

Анализ уравнения Михаэлиса -Ментен

3. Km = [S], тогда V0 = 1/2

СМЫСЛ KM

Km выводится из констант скоростей
Km в условиях Михаэлиса-Ментен определяет скорость