Влияние на ферменты активаторов и ингибиторов

Активаторами ферментов являются катионы многих металлов, например, ионы кальция активируют липазу. Некоторые анионы также способны активировать ферменты: a-амилаза слюны активируется ионами хлора.

Активаторами ферментов могут быть разнообразные органические вещества (желчные кислоты повышают активность панкреатической липазы).

Ингибиторы тормозят действие ферментов.

По характеру своего действия ингибиторыподразделяются на обратимыеи необратимые.В основе такого деления лежит прочность соединения ингибитора с ферментом.

Обратимые ингибиторы- соединения, которые нековалентновзаимодействуют с ферментом и могут отделяться от фермента.

Обратимое ингибирование может быть конкурентным. Конкурентный ингибитор имеет структуру, похожую на структуру субстрата, но несколько от нее отличающуюся. Он конкурирует с субстратом за связывание в субстратсвязывающем участке активного центра. Конкурентный ингибитор увеличивает К_m.

Пример: фермент сукцинатдегидрогеназа дегидрирует сукцинат, превращая его в фумарат. Малонат,структурно сходный с сукцинатом, связывается в активном центре фермента, но не может дегидрироваться (рис. 24).

Рис. 24. Схема конкурентного ингибирования

Степень торможения будет определяться соотношением концентраций малоната и сукцината. При высокой концентрации субстрата последний может полностью вытеснять ингибитор из активного центра, поэтому u_max не изменяется.

Метод конкурентного торможения широко применяется в медицинской практике. Сульфаниламиды – препараты, используемые для лечения инфекционных болезней, – структурные аналоги парааминобензойной кислоты, участвующей в метаболизме бактерий. Сульфаниламид вытесняет пара-аминобензойную кислоту из комплекса с ферментом, что приводит к гибели микроорганизмов.

При обратимом неконкурентном ингибировании субстрат и ингибитор связываются с разными центрами. Увеличение концентрации субстрата не препятствует связыванию ингибитора. Неконкурентный ингибитор уменьшает u_max, а К_m не меняется.

Известно бесконкурентное ингибирование: ингибитор связывается с ферментом не в каталитическом центре только с ES-комплексом в виде тройного комплекса. Бесконкурентный ингибитор увеличивает К_m и уменьшает u_max.

Необратимые ингибиторы- соединения, которые могут специфически связывать функционально важные группы активного центра, образуя ковалентные прочные связис ферментом.

Любые агенты, вызывающие денатурацию белка, приводят к необратимой инактивации фермента, но она не связана с механизмом действия ферментов.

Неконкурентное необратимое ингибирование вызывается тяжелыми металлами (ртуть, свинец и др. присоединяются к HS-группам полипептидной цепи), солями синильной кислоты, оксидом углерода (II) и др.

При конкурентном необратимом торможении ингибитор, обладающий структурным сходством с субстратом, соединяется с ферментом, подменяя собой субстрат.

Диизопропилфторфосфат структурно близок к нейромедиатору ацетилхолину и присоединяется вместо него к ферменту ацетилхолинэстеразе. Он блокирует активный центр фермента, и в результате утрачивается способность нейронов проводить нервные импульсы.