Ферменты. Механизм действия ферментов. Особенности в сравнении с неорганическими катализаторами. Единицы измерения активности ферментов.
Механизмы катализа
| Доноры | Акцепторы |
| -СООН -NH3+ -SH -OH | -СОО— -NH2 -S— -O— |
1. Кислотно-основной катализ – в активном центре фермента находятся группы специфичных аминокислотных остатков, которые являются хорошими донорами или акцепторами протонов. Такие группы представляют собой мощные катализаторы многих органических реакций.
2. Ковалентный катализ – ферменты реагируют со своими субстратами, образуя при помощи ковалентных связей очень нестабильные фермент-субстратные комплексы, из которых в ходе внутримолекулярных перестроек образуются продукты реакции.
Типы ферментативных реакций
1. Тип "пинг-понг" – фермент сначала взаимодействует с субстратом А, отбирая у него какие либо химические группы и превращая в соответствующий продукт. Затем к ферменту присоединяется субстрат В, получающий эти химические группы. Примером являются реакции переноса аминогрупп от аминокислот на кетокислоты - трансаминирование.
Ферментативная реакция по типу "пинг-понг"
2. Тип последовательных реакций – к ферменту последовательно присоединяются субстраты А и В, образуя "тройной комплекс", после чего осуществляется катализ. Продукты реакции также последовательно отщепляются от фермента.
Ферментативная реакция по типу "последовательных реакций"
3. Тип случайных взаимодействий – субстраты А и В присоединяются к ферменту в любом порядке, неупорядоченно, и после катализа так же отщепляются.
|
|
|
Ферментативная реакция по типу "случайных взаимодействий"
Сходство и отличия ферментов и неорганических катализаторов
| Сходство | Отличия |
| 1. Катализируют только энергетически возможные реакции. 2. Не изменяют направления реакции. 3. Ускоряют наступление равновесия реакции, но не сдвигают его. 4. Не расходуются в процессе реакции. | 1. Скорость ферментативной реакции намного выше. 2. Высокая специфичность. 3. Мягкие условия работы (внутриклеточные). 4. Возможность регулирования скорости реакции. 5. Скорость ферментативной реакции пропорциональна количеству фермента. |
Ускорение реакций при помощи ферментов весьма значительно, например:
Уреаза ускоряет реакцию разложения вполне устойчивой мочевины до аммиака и воды в 1013 раз, поэтому при инфекции мочевых путей (появление бактериальной уреазы) моча приобретает аммиачный запах.
Активность фермента выражается в скорости накопления продукта или скорости убыли субстрата в пересчете на количество материала, содержащего фермент.
В практике обычно используют:
единицы количества вещества – моль (и его производные ммоль, мкмоль), грамм (кг, мг),
|
|
|
единицы времени – минута, час, секунда,
единицы массы или объема – грамм (кг, мг), литр (мл).
Активно используются и другие производные – катал (моль/с), международная единица активности (МЕ, Unit) соответствует мкмоль/мин.
Необходимо создание стандартных условий, чтобы можно было сравнивать результаты, полученные в разных лабораториях – оптимальная рН и фиксированная температура, например, 25°С или 37°С, соблюдение времени инкубации субстрата с ферментом.
Необходимо наличие избытка субстрата, чтобы работали все имеющиеся в растворе молекулы фермента.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 690; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!