Особенности действия ингибитора

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 17Следующая ⇒

Особенности действия ингибитора

Конкурентное ингибирование

Неконкурентное ингибирование

Место действия

Активный центр

Любой участок молекулы

Сходство с субстратом

Есть

Нет

Комплексы с ферментом

ES, EI

ES, EI, ESI

Влияние на

Кинетические

параметры

↑К_м, V = CONST

↓V, К_м=CONST

Стрелки показывают увеличение (↑) или снижение (↓), а знак равенства - отсутствие изменений кинетического параметра.

Смешанное и бесконкурентное ингибирование

Неконкурентное ингибирование в чистом виде встречают очень редко. Чаще наблюдают смешанное ингибирование, когда под действием ингибитора происходит не только снижение V_макс, но и изменение К_м.

В том случае, когда кинетика ингибирования активности фермента характеризуется снижением V_макс и увеличением К_м, а наклон кривой на графиках зависимости 1/v от 1/[S] в присутствии ингибитора не меняется, такой тип ингибирования называют бесконкурентным. Некоторые лекарственные препараты являются бесконкурентными ингибиторами ферментов. Например, ионы лития (Li⁺), используемые в психиатрии для лечения некоторых форм депрессии, - бесконкурентные ингибиторы миоинозитолфосфатазы.

Аллостерическая регуляция

Этот тип регуляции свойственен ферментам, в структуре которых, помимо активного центра, есть еще один центр, называемый аллостерическим (от греч. allos - другой и stereos - пространственный). Он может находиться на значительном расстоянии от активного центра. Как

правило, аллостерические центры обнаруживают у ферментов, обладающих четвертичной структурой. При этом аллостерический центр может располагаться на одной субъединице, а активный центр на другой. Регуляторы присоединяются к аллостерическому центру с помощью нековалентных связей. Это приводит к конформационным изменениям в структуре всей молекулы, в результате чего каталитическая активность фермента либо увеличивается, либо снижается. Например, фермент цАМФ-зависимая протеинкиназа катализирует реакцию фосфорилирования белка (рис. 5-27).

Рис. 5-27. Реакция фосфорилирования белка

Фермент представляет собой гетеротетрамер, состоящий из двух типов субъединиц: регуляторной (Р) и каталитической (К) (рис. 5-28). Регуляторная субъединица содержит 2 аллостерических центра, в которых связывается аллостерический активатор - цАМФ, а каталитическая - осуществляет собственно реакцию фосфорилирования (присоединения фосфата к аминокислотным остаткам серина или треонина белка-субстрата). В отсутствии цАМФ фермент неактивен. При связывании цАМФ в аллостерических центрах происходит высвобождение каталитических субъединиц из тетрамерного комплекса, которые могут осуществлять реакцию фосфорилирования белков только в виде мономеров. При снижении концентрации свободного цАМФ в клетке он диссоциирует от регуляторных субъединиц, которые вновь соединяются с каталитическими субъединицами в функционально неактивный тетрамер.

Рис. 5-28. Аллостерическая активация цАМФ-зависимой протеинкиназы под действием цАМФ (схема): P - регуляторные субъединицы; К - каталитические субъединицы

Однако чаще при аллостерической регуляции четвертичная структура белка не меняется, а происходит изменение конформации субъединиц, которое и приводит к изменению каталитической активности фермента. Например, цГМФ-зависимая протеинкиназа, катализирующая реакцию цГМФ-зависимого фосфорилирования белков, аллостерически активируется цГМФ без изменения своего олигомерного состава. Другой пример аллостерической регуляции - ингибирование аспартат-карбамоилтрансферазы - первого фермента биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов конечным продуктом данного метаболического пути, включающего несколько промежуточный стадий, цитидинтрифосфатом (ЦТФ).

Аллостерическое ингибирование конечным продуктом метаболического пути активности первого фермента - распространенный способ регуляции обмена веществ в клетке (рис. 5-29).

Рис. 5-29. Механизм регуляции активности фермента по принципу отрицательной обратной связи (схема). Конечный продукт метаболического пути (F) является аллостерическим ингибитором первого фермента этого пути (Е₁)

Его еще называют механизмом отрицательной обратной связи. Он сигнализирует клетке о том, что количество синтезируемого вещества достигло определенного уровня, превышение которого нежелательно.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров