Химическая природа ферментов

В настоящее время получены неопровержимые экспериментальные дока-

зательства белковой природы ферментов

При кипячении наступает необратимая денатурация белка-фермента. Фермент при этом теряет присущее ему свойство катализировать химическую реакцию.

Ферменты при гидролизе, как и белки, распадаются на аминокислоты,

что, бесспорно, служит веским доказательством белковой природы ферментов. Ферменты, как и все белки, обладают рядом свойств, характерных для

высокомолекулярных соединений: амфотерностью (могут существовать

в растворе в виде анионов, катионов и амфионов); электрофоретической

подвижностью благодаря наличию в них положительных и отрицательных

зарядов, а в изоэлектрической точке не обнаруживают подвижности в

электрическом поле. Ферменты оказывают высокоспецифическое действие, что также доказывает их белковую природу, поскольку белки в иммунологическом отношении отличаются крайне высокой специфичностью. константа диссоциации сложного фермента настолько мала, что в растворе все полипептидные цепи оказываются связанными со своими кофакторами и не разделяются при выделении и очистке, то такой фермент получает название холофермента (холоэнзим), а кофактор – простетической

группы, рассматривающейся как интегральная часть молекулы фермента.

Полипептидную часть фермента принято называть апоферментом. Под коферментом часто подразумевают дополнительную группу, легко отделяемую от апофермента при диссоциации. Предполагают, что

простетическая группа может быть связана с белком ковалентными и нековалентными связями. витамины В1, В2, В6, РР, содержащие коферменты.

25. Изоферменты, или изоэнзимы,– это множественные формы фермента, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся друг от друга по

физическим и химическим свойствам, в частности по сродству к субстрату,

максимальной скорости катализируемой реакции (активности), электрофоретической подвижности или регуляторным свойствам. Одним из наиболее изученных 4 ферментов, множественность форм которого детально изучена методом гель-электрофореза, является ЛДГ, катализирующая обратимое превращение пировиноградной кислоты в молочную. Пять изоферментов ЛДГ образуютсяиз 4 субъединиц примерно

одинакового размера, но двух разных типов. Поскольку Н-протомеры несут более выраженный отрицательный заряд при рН 7,0–9,0, чем М-протомеры, изофермент, состоящий из 4 субъединиц Н-типа (Н4), при электрофорезе будет мигрировать с наибольшей скоростью в электрическом поле к положительному электроду (аноду). изоферменты ЛДГ, обладая почти одинаковой ферментативной активностью, различаются некоторыми физико-химическими свойствами: молекулярной массой, электрофоретической подвижностью, отношением к активаторам и ингибиторам и др., однако для каждой ткани в норме характерно свое соотношение форм

МУЛЬТИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ФЕРМЕНТНЫЕ СИСТЕМЫферментные комплексы, в состав которых входят не субъединицы а раз-

ные ферменты, катализирующие последовательные ступени превращения

какого-либо субстрата. Отличительными особенностями подобных мультиферментных комплексов являются прочность ассоциации ферментов

и определенная последовательность прохождения промежуточных стадий

во времени, обусловленная порядком расположения каталитически активных (различных) белков в пространстве Типичными примерами подобных мультиферментных комплексов являются пируватдегидрогеназа и кетоглутаратдегидрогеназа, катализирующие соответственно окислительное декарбоксилирование пировиноградной и αкетоглутаровой кислот в животных тканях

Ферментный катализ.

фермент-субстратного ES-комплекса, но и рассчитал влияние концентрации

субстрата на скорость реакции. В процессе реакции различают несколько стадий: присоединение молекулы субстрата к ферменту, преобразование первичного промежуточного соединения в один или несколько последовательных (переходных) комплексов и протекающее в одну или несколько стадий отделение конечных продуктов реакции от фермента. Фермент вступает во взаимодействие с субстратом на очень короткий период, поэтому долгое время не удавалось показать образование такого комплекса. В образовании фермент-субстратных комплексов участвуют водородные связи, электростатические и гидрофобные взаимодействия, а в ряде случаев также ковалентные, координационные связи (рис. 4.9). Информация о природе связей между субстратом и связывающим участком активного центра фермента. ≪ключ-замок≫.В каталитическом процессе существенное значение имеют точное соот-

ветствие между ферментом и субстратом, а также термодинамические и каталитические преимущества подобного соответствия.