Аллостерические ферменты

План лекции
1. Аллостерические ферменты.
2. Десенсибилизация ферментов.
3. Классификации видов ингибирования.
4. Регуляция активности ферментов.
5. Изоферменты.
6. Медицинская энзимология.

АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ

3)

Кооперативность аллостерических ферментов

Примеры аллостерических ферментов
дельта-аминолевулинатсинтетаза
карбамоилфосфатсинтетаза II

АКТИВАТОРЫ:
1) НСl
2) пепсин
пепсиноген -------------------> пепсин
40,4 кДа - пептиды 32,7 кДа

энтерокиназа, трипсин
трипсиноген -----------------------> трипсин
- гексапептид
Са2+ ; тромбокиназа
протромбин -----------------------> тромбин - пептид
в плазме
крови
активаторы
плазминоген -----------------------> плазмин
- пептид

РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ

2) Частичный протеолиз
профермент активный фермент
Меняется первичная структура фермента. Например: пепсиноген → пепсин (см. выше)
- образование из профермента его активной формы под влиянием специфических активаторов в нужный момент.

Протеинкиназа ОН
Е ------------------> Е-О-Р=О
неактивный АТФ → АДФ ОН
фермент активный
фермент
Протеинкиназа
4 АТФ → 4 АДФ гликоген
2 фосфорилаза В ----------> фосфорилаза А --->
малоактивная высокоактивная глюкоза
высокоустойчивая малоустойчивая

4) По принципу обратной связи (ретроингибирование)
E1 E2 E3 E4 En
S-----> A -----> B -----> C -----> ... -----> P
------------------------------------------------
Конечный продукт цепи реакций является ингибитором 1-го фермента, регулируя таким образом свой собственный синтез.
Н.: гем - аминолевулинатсинтетазу,
УМФ – карбамоилфосфатсинтетазу II.

Например: инсулин увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы → активирует гексокиназу.

6) Аллостерическая регуляция
(см. выше)

КЛАССИФИКАЦИИ ВИДОВ ИНГИБИРОВАНИЯ
ФЕРМЕНТОВ

Полное И. – фермент полностью теряет свою активность
Н.: все факторы денатурации
Неполное И. – фермент сохраняет низкую активность
Н.: лек.препараты, изменение рН, изменение tоС
1

2. По характеру действия ингибитора
(по месту присоединения ингибитора к ферменту)

Принцип конкурентного ингибирования широко применяется в медицинской практике:
Сульфаниламиды - конкуренты ПАБК
Прозерин - конкурент ацетилхолина
Аллопуринол – конкурент ксантина и
гипоксантина

3
а) обратимое И.- активность Ф восстанавливается после удаления ингибитора (н.: действие малоновой к-ты на СДГ)
б) необратимое И.- активность Ф не восстанавливается после удаления ингибитора (н.: денатурация)

4
А) Неспецифическое И.- ингибитор действует на любые ферменты.
Н.: все денатурирующие факторы

ЛДГ состоит из 4-х субъединиц (тетромер) 2-х разных типов: Н(сердце) и М(мышцы).
НННН - ЛДГ1 - сердце, корковое вещество почек
НННМ - ЛДГ2 - корковое вещество почек
ННММ - ЛДГ3 - легкие
НМММ - ЛДГ4 - мозговое вещество почек
ММММ - ЛДГ5 - печень, скелетные мышцы

МУЛЬТИФЕРМЕНТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
- это комплексы ферментов, работающие подобно конвееру, и обеспечивающие превращение S до конечного продукта через промежуточные стадии.
E1 E2 E3 E4 E5
S-----> A -----> B -----> C -----> D -----> P
E1, E2, E3, E4, E5 - объединяются в мультиферментный комплекс и находятся в клетке в одной органелле.

УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА
На практике чаще используются различные условные единицы:
- по степени разведения фермента
- по времени изменения окраски и
- по скорости убыли субстрата или увеличении продукта реакции

Медицинская энзимология
– это применение ферментов в медицине

КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ ПЛАЗМЫ КРОВИ

1) Секреторные
(плазмоспецифические)
синтезируются в печени
работают в плазме крови
Например:
- сывороточная холинэстераза
- белковые факторы свертывания крови.

2) Индикаторные
(внутриклеточные)
синтезируются в клетках различных тканей
работают в этих же клетках.
В норме активность их в крови очень низкая, резко возрастает при патологиях, связанных с разрушением клеток.
Например:
- при инфаркте миокарда - АСТ, ЛДГ1, КФК
- при гепатитах - АЛТ, ЛДГ5

3) Экскреторные
(пищеварительные)
синтезируются в печени, поджелудочной железе и в специальных клетках ЖКТ
работают в полости ЖКТ
В норме активность их в крови низкая, повышается при воспалении, разрушении тканей.
Например:
- в печени - щелочная фосфатаза,
- в поджелудочной железе - трипсин, химотрипсин, α-амилаза, липаза

Активность панкреатической α-амилазы в моче называется диастаза.
При остром панкреатите в плазме крови резко повышается активность трипсина, химотрипсина, α-амилазы, липазы, а также диастаза мочи.

ЭНЗИМОТЕРАПИЯ
- использование ферментов, их активаторов, ингибиторов и кофакторов в качестве лекарственных препаратов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ:
1) заместительная энзимотерапия - введение фермента при его отсутствии или низкой активности.
- при ахилии, гипо- и анацидном гастрите - НСl + пепсин
- при хронических панкреатитах с недостаточной функцией поджелудочной железы - мезим форте (протеазы+амилаза+липаза)

2) В качестве дополнительных терапевтических средств:
- очистка гнойных ран с помощью протеолитических ферментов (трипсина, химотрипсина) и РНК-азы, ДНК-азы.
- для устранения грубых рубцов - гиалуронидаза (лидаза), коллагеназа, эластаза.
- при вирусных заболеваниях - ДНК-азы, РНК-азы.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АКТИВАТОРОВ, ИНГИБИТОРОВ И КОФАКТОРОВ:
1) при панкреатите - ингибиторы протеолитических ферментов (контрикал, трасилол), которые являются субстратными конкурентами.
2) прозерин - конкурентный ингибитор ацетилхолинэстеразы - при миастении, мышечной слабости, когда нарушается проведение нервного импульса.
3) при подагре аллопуринол – ингибитор ксантиноксидазы
4) кокарбоксилаза (ТДФ) - при различных патологических процессах, требующих улучшения углеводного обмена.