Структурная организация энзимов. Ферменты- протеиды и ферменты протеины.Химическая природа коферментов.
По строению ферменты делятся на:
- простые или однокомпонентные;
- сложные или двухкомпонентные (холоферменты).
Простые ферменты представляют собой простые белки и при гидролизе распадаются только на аминокислоты. К числу простых ферментов относятся гидролитические ферменты (пепсин, трипсин, уреаза и др.).
Сложные белки являются сложными белками и, помимо, полипептидных цепей содержат небелковый компонент (кофактор). К сложным белкам относится большинство ферментов.
Белковая часть двухкомпонентного фермента называется апоферментом.
Кофакторы могут иметь различную прочность связи с апоферментом.
Если кофактор прочно связан с полипептидной цепью, он называется простетической группой. Между простетической группой и апоферментом – ковалентная связь.
Если кофактор легко отделяется от апофермента и способен к самостоятельному существованию, то такой кофактор называется коферментом.
Между апоферментом и коферментом связи слабые – водородные, электростатические и др.
Химическая природа кофакторов крайне разнообразна. Роль кофакторов в двухкомпонентных ферментах играют:
1 – большинство витаминов (Е, К, Q, С, Н, В1, В2, В6, В12 и др.);
2- соединения нуклеотидной природы (НАД,НАДФ, АТФ, КоА, ФАД, ФМН), а также целый ряд др. соединений;
3 – липолевая кислота;
4 – многие двухвалентные металлы (Мg2+, Mn2+,Ca2+и др.).
К группе ферментов-протеинов относят ферменты, построенные по типу простых белков, в отличие от которых фермент имеет активный центр.
|
|
|
Наличие в их молекуле активного центра обеспечивает каталитическую активность фермента.
Ферменты-протеиды — двухкомпонентные (холоферменты) — сложные белки. Состоят из белковой части (апофермент) и вещества небелковой, обычно низкомолекулярной природы, кофермента. У некоторых ферментов апофермент и кофермент соединены так прочно, что при разрыве этой связи фермент разрушается. Но есть ферменты, у которых связь между составными частями непрочная. Ферментативной активностью обладают только холоферменты, отдельные составные части каталитической активностьюне обладают. Роль апофермента и кофермента различна. Белковая часть обуславливает субстратную специфичность фермента, а кофермент, входя в состав каталитического центра фермента, обеспечивает специфичность действия фермента, тип реакции, который ведет фермент. Роль коферментов выполняют производные различных витаминов, металлы (железо, медь).
Строение ферментов. Строение активного центра фермента. Функциональные группы, участвующие в формировании активного центра ферментов. Аллостерический центр.
Простые ферменты состоят только из аминокислот – например, пепсин , трипсин, лизоцим.
|
|
|
Сложные ферменты (холоферменты) имеют в своем составе белковую часть, состоящую из аминокислот – апофермент, и небелковую часть – кофактор. Примером сложных ферментов являются сукцинатдегидрогеназа (содержит ФАД), аминотрансферазы (содержат пиридоксальфосфат), различные пероксидазы (содержат гем), лактатдегидрогеназа (содержит Zn2+), амилаза (содержит Ca2+).
Кофактор, в свою очередь, может называться коферментом (НАД+, НАДФ+, ФМН, ФАД, биотин) или простетической группой (гем, олигосахариды, ионы металлов Fe2+, Mg2+, Ca2+, Zn2+).
Для осуществления катализа необходим полноценный комплекс апобелка и кофактора, по отдельности катализ они осуществить не могут. Кофактор входит в состав активного центра, участвует в связывании субстрата или в его превращении.
Как многие белки, ферменты могут быть мономерами, т.е. состоять из одной субъединицы, и полимерами, состоящими из нескольких субъединиц.
Активный центр фермента
Участок молекулы фермента, который специфически взаимодействует с субстратом, называется активным центром. Активный центр – это уникальная комбинация аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающая непосредственное взаимодействие её с молекулой субстрата и принимающая прямое участие в акте катализа. У сложных ферментов в состав активного центра входит также кофактор. В активном центре условно различают каталитический участок, непосредственно вступающий в химическое взаимодействие с субстратом и участок связывания, который обеспечивает специфическое сродство к субстрату и формирование его комплекса с ферментом.
|
|
|
Свойства активных центров ферментов:
1. На активный центр приходится относительно малая часть общего объема фермента.
2. Активный центр имеет форму узкого углубления или щели в глобуле фермента.
3. Активный центр – это трехмерное образование, в формировании которого участвуют функциональные группы линейно удаленных друг от друга аминокислот.
4. Субстраты относительно слабо связываются с активным центром.
5. Специфичность связывания субстрата зависит от строго определенного расположения атомов и функциональных групп в активном центре.
В активном центре различают каталитический центр – участок фермента, непосредственно вступающий в химическое взаимодействие с субстратом.
Субстратный центр или контактная площадка – участок фермента, обеспечивающий специфическое связывание субстрата и образование комплекса – «фермент – субстрат».
|
|
|
У ферментов, имеющих в своем составе несколько мономеров, может быть несколько активных центров по числу субъединиц. Также две и более субъединицы могут формировать один активный центр.
У сложных ферментов в активном центре обязательно расположены функциональные группы кофактора.
Аллостерический центр (allos – чужой) – центр регуляции активности фермента, который пространственно отделен от активного центра и имеется не у всех ферментов. Связывание с аллостерическим центром какой-либо молекулы (называемой активатором или ингибитором, а также эффектором, модулятором, регулятором) вызывает изменение конфигурации белка-фермента и, как следствие, скорости ферментативной реакции.
Аллостерические ферменты являются полимерными белками, активный и регуляторный центры находятся в разных субъединицах.
В качестве такого регулятора может выступать продукт данной или одной из последующих реакций, субстрат реакции или иное вещество.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 5139; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!