Ферменты. 
Биохимия живых организмов

МЕТОДИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ Ферменты являются биологическими катализаторами биохимических процессов. Ознакомьтесь со сходствами и различиями между ферментами и неорганическими катализаторами.

Все ферменты являются белками, они делятся на две группы:

I. однокомпонентные, которые состоят из простых белков; 2. двухкомпонентные, состоящие из белковой частиапофермента и небелковой частикофермента. В роли коферментов могут выступать ионы металлов, различные органические соединения.

В молекуле фермента различают активный центр. В проявлении каталитической активности фермента участвует только определенная часть его молекулы, называемая активным центром. Обратите внимание, что активный центр однокомпонентных ферментов состоит, только из аминокислот, двухкомпонентных — из аминокислот и коферментов.

Надо иметь представление о механизме действия ферментов. Большую роль в развитии представлений о механизме действия ферментов сыграли классические работы Михаэлиса и Ментен, развивших положение о фермент-субстратных комплексах. Нарисуйте схему стадий ферментативного катализа. Обратите внимание, что при образовании фермент-субстратного комплекса снижается энергия активации, что приводит к ускорению химической реакции.

Надо хорошо знать, что ферменты обладают высокой каталитической активностью, которая зависит от ряда факторов. К ним относятся: температура, рН среда, концентрация фермента и субстрата, наличие веществ, активирующих и тормозящих их действие и т. д.

Обратите внимание на специфичность ферментов. Специфичность ферментов условно подразделяется на несколько видов. Относительной специфичностью обладают ферменты, которые действуют на соединения, имеющие oпределенный тип связи. Групповая специфичность характерна для ферментов, которые действуют на субстраты, имеющие одинаковый тип связи и одну из функциональных группировок. Абсолютная специфичность характеризует ферменты, действующие только на один субстрат с вполне определенной структурой. Стереохимическая специфичность указывает на то, что фермент действует на определенный стереоизомер.

Вещества, повышающие активность ферментов, называются активаторами. К ним относятся ионы магния, марганца, цинка, кобальта, хлора и др. веществ. Вещества, способные угнетать действие ферментов, называются ингибиторами. К ингибиторам относятся сильные кислоты и щелочи, спирт, цианистые соли и т. д. Различают конкурентное и неконкурентное ингибирозание. Конкурентное ингибирование возможно в том случае, когда ингибитор имеет структуру, близкую к структуре субстрата, т. е. является его структурным аналогом. В основе этого вида ингибирования лежит конкуренция между субстратом и ингибитором за обладание ферментом. В результате этого ингибитор обратимо взаимодействует с тем участком в молекуле фермента, с которым обычно соединяется субстрат. При неконкурентном ингибироаании ингибитор соединяется с ферментом не по месту соединения с субстратом /не с активным центром/, а где-то в другом участке молекулы фермента, что приводит к значительному снижению его активности вплоть до её полной утраты. Напишите примеры конкурентных и неконкурентных ингибиторов.

Обратите внимание на гормональную регуляцию активности ферментов.

Студент должен хорошо знать классификацию и номенклатуру ферментов. В настоящее время известно около 2000 различных ферментов. Ферменты классифицируют по их действию. Они разделяются на 6 классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.

• 1. Какова биологическая роль ферментов в организмах?
• 2. Чем отличаются биокатализаторы от химических катализаторов?
• 3. Расскажите об основных свойствах ферментов?
• 4. Назовите виды специфичности ферментов?
• 5. Какие факторы влияют на каталитическую активность ферментов?
• 6. Что такое активаторы ферментов? Приведите примеры.
• 7. Дайте определение понятия «ингибиторы ферментов» .
• 8. Что такое «активный» центр фермента?
• 9. Что лежит в основе механизма действия ферментов?
• 10. Какие ферменты называются простыми, сложными? Приведите примеры.
• 11. Что такое коферменты?
• 12. Что лежит в основе-классификации ферментов?