Бесконкурентное ингибирование

В редких случаях степень торможения активности фермента может увеличиваться с повышением концентрации субстрата. Для этого типа торможения был предложен термин «бесконкурентное ингибирование».

Бесконкурентное ингибирование имеет место, когда ингибитор взаимодействует с ферментом только в составе фермент-субстратного комплекса [ES], но не со свободным ферментом.

Субстрат, связываясь с ферментом, изменяет его конформацию, что делает возможным связывание ингибитора. В свою очередь ингибитор, так меняет конформацию фермента, что катализ становится невозможным и продукты реакции не образуются. На рис. 6.6 представлена зависимость 1/V₀ от 1/[S] в отсутствие и в присутствии бесконкурентного ингибитора.

Рисунок 6.6 – Графическое изображение бесконкурентного ингибирования в координатах Лайнуивера-Берка. –I – ингибитор отсутствует, +I – ингибитор присутствует. Начальная скорость реакции обозначена символом v.

Таким образом, один из механизмов бесконкурентного торможения обусловлен возможностью соединения ингибитора с комплексом [ES] с образованием неактивного или медленно реагирующего тройного комплекса [EIS].

Ингибирование субстратом – частный случай бесконкурентного торможения, когда две молекулы субстрата связываются с ферментом, что препятствует образованию продукта.

Теоретическая часть

Углеводы

В химическом отношении углеводы представляют собой полигидроксиальдегиды или полигидроксикетоны либо образуют эти соединения в результате гидролиза более сложных углеводов. Происхождение термина «углеводы» связано с тем, что, судя по эмпирическим формулам, большинство веществ этого класса представляют собой соединения углерода с водой, поскольку соотношение между числом атомов углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1:2:1. Так, эмпирическая формула D-глюкозы – С₆Н₁₂О₆; по-другому ее можно записать как (СН₂О)₆ или С₆(Н₂О)₆. Большинство распространенных углеводов имеют эмпирическую формулу (СН₂О)_n, однако существуют и углеводы, не удовлетворяющие этому соотношению, а некоторые из них содержат даже атомы азота, фосфора или серы.

Углеводы широко представлены в клетках и тканях растений и животных, где они выполняют как структурные, так и метаболические функции. Доля их участия в общем энергетическом балансе организма оказывается настолько значительной, что превышает почти в полтора раза долю белков и жиров вместе взятых.

Углеводы, без какого-либо преувеличения, можно рассматривать как основу существования большинства организмов населяющих нашу планету. В таких углеводах как простые сахара и крахмал, заключено основное количество калорий, получаемых с пищей человеком, почти всеми животными и многими бактериями. Центральное место углеводы занимают и в метаболизме зеленых растений и других фотосинтезирующих организмов, утилизирующих солнечную энергию для синтеза углеводов из СО₂ и Н₂О. Образующиеся в результате фотосинтеза огромные количества крахмала, целлюлозы и других углеводов играют роль главных источников энергии и атомов углерода для неспособных к фотосинтезу клеток животных, растений и микроорганизмов.

Углеводам присущи также и другие важные биологические функции. Крахмал и гликоген используются как временные депо глюкозы. Нерастворимые полимеры углеводов выполняют функции структурных и опорных элементов в клеточных стенках бактерий и растений, в наружных скелетах ракообразных и насекомых, а также в соединительной ткани и оболочках клеток животных. Углеводы других типов служат в качестве смазки в суставах, обеспечивают слипание клеток или придают биологическую специфичность поверхности животных клеток. В наиболее концентрированном виде многообразные функции углеводов в живой природе сводятся к следующим:

1. Энергетическая функция (глюкоза, фруктоза, крахмал, гликоген);

2. Структурная функция (целлюлоза, хитин, хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота и другие гетерополисахариды);

3. Защитная функция (синтез иммунных тел, являющихся гликопротеидами, в ответ на действие антигенов);

4. Гемостатическая функция (факторы свертывания крови – I, II, VIII, IX, X, XI);

5. Антитромбообразующая функция (гепарин);

6. Гомеостатическая функция (поддерживание гомеостаза, например, водно-электролитного обмена);

7. Опорная функция (кости, хрящи, хондроитинсульфаты);

8. Механическая функция (в составе соединительной ткани);

9. Группоспецифические вещества эритроцитов крови;

10. Осморегуляторная (глюкоза);

11. Детоксицирующая (парные глюкуроновые кислоты);

12. Антилипидемическая (гепарин).