Fermenty 2 dlya-mpf

1. Лекция «ФЕРМЕНТЫ-
II»
Автор: доцент кафедры
биологической химии
Маглыш Сабина Степановна

2. ВОПРОСЫ ЛЕКЦИИВОПРОСЫ ЛЕКЦИИ
• 1.Зависимость скорости фермента-
тивных реакций от температуры,
рН, концентраций субстрата и
фермента.
• 2. Кинетика ферментативных
реакций.
• 3. Ингибиторы и активаторы
ферментов. Типы ингибирования.
• 4. Регуляция активности фермен-
тов: аллостерическая регуляция,
генетический контроль, ковалент-
ная модификация, ограниченный
протеолиз.

3. (УСРС)
5. Изменение активности
ферментов при патологиях:
первичные и вторичные
энзимопатии.
6. Происхождение ферментов
плазмы крови. Энзимодиагностика.
7. Применение ферментов в
медицине. Лекарственные препа-
раты – ингибиторы ферментов.

4. 1.Зависимость скорости ферментативных1.Зависимость скорости ферментативных
реакций от температуры, рН,реакций от температуры, рН,
концентраций субстрата и фермента.концентраций субстрата и фермента.
Активность
Температура

5. Зависимость скорости реакции отЗависимость скорости реакции от
рН средырН среды
Зависимость скорости реакции отЗависимость скорости реакции от
рН средырН среды

6. Зависимость скорости реакции отЗависимость скорости реакции от
концентрации субстратаконцентрации субстрата

7. Зависимость скорости реакции отЗависимость скорости реакции от
концентрации ферментаконцентрации фермента

8. 2. Кинетика2. Кинетика
ферментативных реакцийферментативных реакций
Кинетика – изучает зависимость скорости
ферментативной реакции от различных
факторов.
Общая теория кинетики ферментативного
катализа была разработана Леонором
Михаэлисом и Мод Ментен в 1913 г.
Они вывели уравнение зависимости
скорости реакции от концентрации
субстрата – уравнение Михаэлиса-Ментен

9. Л. Михаэлис М. Ментен
Уравнение Михаэлиса –Уравнение Михаэлиса –
МентенМентен

10. V0 = ½ VmaxПри условии, что
подставляем в уравнение Михаэлиса-
Ментен вместо V0 ее значение
и получаем уравнение:

11. разделим обе части уравнения на
Vmax
и получим:
решим его относительно Km и получим:
Km + [S] = 2[S];
Km = 2[S] - [S] ;
Km = [S]

12. Константа Михаэлиса (Km) - это
концентрация субстрата при которой
скорость ферментативной реакции ровна
половине максимальной.
Km = [S]
Km характеризует сродство фермента к
субстрату. Эти показатели обратно
пропорциональны друг другу:
чем больше Km, тем ниже сродство, и
наоборот.

13. График Михаэлиса-МентенГрафик Михаэлиса-Ментен
V
[S]
Гиперболическая
зависимость V от

14. УравнениеУравнение и графики график
Лайнуивера-БеркаЛайнуивера-Берка

16. 3. Ингибиторы и активаторы3. Ингибиторы и активаторы
ферментов. Типыферментов. Типы
ингибированияингибирования
•
•Ингибиторы – вещества, снижа-
ющие скорость ферментативной
реакции.
•Активаторы – вещества, повы-
шающие скорость ферментативной
реакции.

17. ИнгибиторыИнгибиторы ферментов:ферментов:
• І. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ.
• ІІ. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ:
1. НЕОБРАТИМЫЕ
2. ОБРАТИМЫЕ:
- КОНКУРЕНТНЫЕ
- НЕКОНКУРЕНТНЫЕ

18. I.I. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕНЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ
ИНГИБИТОРЫИНГИБИТОРЫ
Они вызывают денатурацию
молекул любых ферментов, что
приводит к их инактивации. К
ним относятся:
• 1.Концентрированные кислоты.
• 2.Концентрированные щелочи.
• 3. Соли тяжелых металлов.
• 4. Спирты, фенолы и др.

19. Необратимое ингибирование
-наблюдается при образовании
ковалентных связей между
ингибитором и активным центром
фермента. Фермент не может
выполнять каталитическую функцию.
II.II. СПЕЦИФИЧЕСКИЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ
ИНГИБИТОРЫИНГИБИТОРЫ
1. НЕОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ1. НЕОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ
Ингибируют определенные
ферменты, за счет взаимодействия
с ними.

20. 2. ОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ2. ОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ
Связываются с ферментом слабыми
нековалентными связями и легко
отделяются от фермента.
Обратимые ингибиторы могут
быть:
• конкурентными;
• неконкурентными.

21. КОНКУРЕНТНОЕКОНКУРЕНТНОЕ
ИНГИБИРОВАНИЕИНГИБИРОВАНИЕ
KM
возрастает;
Vmax не
изменяется

22. График Лайнуивера-Берка при
конкурентном ингибировании
График Лайнуивера-Берка приГрафик Лайнуивера-Берка при
конкурентном ингибированииконкурентном ингибировании
KM
возрастает;
Vmax не
изменяется

23. НЕКОНКУРЕНТНОЕНЕКОНКУРЕНТНОЕ
ИНГИБИРОВАНИЕИНГИБИРОВАНИЕ
KM не изменяется;
V cнижается

24. График Лайнуивера-Берка при
неконкурентном ингибировании
KM не
изменяется
;
Vmax
cнижается

25. 1. Аллостерическая регуляция – регуляция мета-
болических путей посредством изменения активности
аллостерических ферментов под действием их
специфических модуляторов (эффекторов).
ν0
[S]
Сигмоидная
зависимость ν0 от [S]
– положительный модулятор (активатор)
– отрицательный модулятор (ингибитор)
ν0
[S]ν0
[S]
4. Регуляция активности4. Регуляция активности
ферментовферментов

26. 2. Обратимая ковалентная модификация
– тип регуляции, при котором активность фермента
изменяется в результате переноса на фермент
модифицирующей группы.
Типы ковалентных модификаций:
фосфорилирование (∼ 30%
ферментов);
аденилирование;
уридилирование;
АДФ-рибозилирование;
метилирование и др.
3. Генетический контроль - регуляция
количества фермента.
Индукция – увеличение синтеза фермента в ответ
на метаболические потребности.
Репрессия – уменьшение синтеза фермента в ответ
на метаболические потребности.

27. 4) Активация ферментов при
присоединении регуляторных белков –
аденилатциклаза.
5) Изменение активности ферментов
путем ассоциации/диссоциации
протомеров - протеинкиназа А.
6) Регуляция активности ферментов путем
фосфорилирования/дефосфорилиро-
вания с участием протеинкиназ -
гликогенфосфорилаза.
7) Регуляция активности ферментов
частичным протеолизом - пепсиноген
– пепсин.

28. 5. Изменение активности5. Изменение активности
фермен-тов при патологиях:фермен-тов при патологиях:
первичные и вторичныепервичные и вторичные
энзимопатииэнзимопатии
Первичные (наследственные,
генетические) – характеризуются
отсутствием, недостатком или
дефектом структуры какого-либо
фермента.
 ФенилкетонурияАльбинизм
 Галактоземия  Гликогенозы

29. Сценарии первичных энзимопатий приСценарии первичных энзимопатий при
нарушении синтеза ферментанарушении синтеза фермента EE33
E1 E2 E3 E4
А → B → C → D → Р
1. Нарушение образования конечного продукта Р.
Альбинизм – нарушение синтеза меланина в
меланоцитах (недостаток тирозиназы).
2. Накопление субстратов-предшественников.
Алкаптонурия – накапливается гомогентизиновая
кислота → алкаптон (недостаток диоксигеназы).
3. Нарушение образования конечного продукта и
накопление субстратов-предшественников.
Болезнь Гирке (гликогеноз I) – гепатомегалия
(недостаток глюкозо-6-фосфатазы).

30. ВторичныеВторичные (приобретенные)
энзимопатии -- являются
следстви-ем патологических
процессов, сопровождающихся
нарушением активности
ферментов: панкреатит
гепатит.
Их причинами могут быть:
1)1) недостатокнедостаток витаминов в питании;витаминов в питании;
2)2) нарушение процессовнарушение процессов усвоенияусвоения ии
транспортатранспорта витаминов;витаминов;
3)3) изменениеизменение сродствасродства кофермента ккофермента к
активному центру фермента.активному центру фермента.

31. 6. Происхождение ферментов6. Происхождение ферментов
плазмы крови.плазмы крови.
ЭнзимодиагностикаЭнзимодиагностика
• Собственные (секреторные)Собственные (секреторные)
• ЭкскреторныеЭкскреторные
• ИндикаторныеИндикаторные
Степень повышения активности ферментов
в плазме крови (ферментемии) зависит от:
• 1) массы пораженного органа;1) массы пораженного органа;
• 2) степени развития патологи-2) степени развития патологи-
ческого процесса.ческого процесса.

32. • Собственные (секреторные)Собственные (секреторные) ферменты плазмыферменты плазмы
крови синтезируются в печени и поступают вкрови синтезируются в печени и поступают в
кровь:кровь:
– протромбин,протромбин,
– проакцелерин.проакцелерин.
• ЭкскреторныеЭкскреторные ферменты попадают в кровь изферменты попадают в кровь из
поврежденных протоков желез:поврежденных протоков желез:
– амилаза,амилаза,
– липазалипаза
• ИндикаторныеИндикаторные (клеточные) ферменты(клеточные) ферменты
поступают в кровь после повреждения органов.поступают в кровь после повреждения органов.

33. Органоспецифические
ферменты и
изоферменты
Фермент Орган
ЛДГ1, ЛДГ2
Миокард
ЛДГ3
Легкие
ЛДГ4, ЛДГ5 Печень, мышцы
Амилаза Поджелудочная железа
Липаза Поджелудочная железа
АлАТ Печень
АсАТ Миокард
Кислая фосфатаза Предстательная железа
Щелочная
фосфатаза
Кости

35. 7. Применение ферментов в
медицине. Лекарственные
препара-ты – ингибиторы
ферментов.
Ферменты в лечебных целях могут при-Ферменты в лечебных целях могут при-
меняться по нескольким направлениям:меняться по нескольким направлениям:
• 1.1. Заместительная терапия (Заместительная терапия (мезим,мезим,
фесталфестал).).
• 2.2. Комплексная терапия:Комплексная терапия:
• - лечение гнойно-некротических и- лечение гнойно-некротических и
рубцовых процессов (рубцовых процессов (химотрипсинхимотрипсин,,
лидазалидаза ((гиалуронидаза););
• - тромболитическая терапия- тромболитическая терапия
((фибринолизинфибринолизин,, урокиназаурокиназа););
• - противоопухолевые препараты- противоопухолевые препараты
((аспарагиназааспарагиназа););
• - противомикробные препараты- противомикробные препараты

36. Использование ферментов в
качестве аналитических
реактивов
Глюкозоокс
и-даза
Определение
концентрации
глюкозы в крови
Холестерол-
оксидаза
Определение
холестерина в
крови
Липаза Определение
триацилглицероло
в в крови
Уреаза Определение

37. Лекарственные препараты –
ингибиторы ферментов
Лекарственные препараты могут выступать в роли
ингибиторов ферментов:
- 1) сульфаниламидные антибиотики
(стрептоцид);
- 2) антихолинэстеразные препараты
(прозерин, фосфороорганические соединния);
- 3) ингибиторы протеаз (контрикал, гордокс);
- 4) ингибиторы моноаминооксидазы
(антидепрессанты);
- 5) ингибиторы ксантиноксидазы
(аллопуринол);
- 6) ингибиторы алкогольдегидрогеназы
(тетурам);
- 7)коферментные ингибиторы
(антивитамины).

39. Рибозимы
Рибозимы – молекулы РНК, обладающие
каталитической активностью (РНК-ферменты)
рибозимы
большиемалые
(< 200 нуклеотидов) (> 200 нуклеотидов)
у вируса гепатита D
сателлитной РНК Варкуда
интроны группы I
интроны группы II
рибонуклеаза Р
рибосомальная РНК
репликация вирусов
синтез полипептидной цепи
Созревание тРНК
автосплайсинг
РНК в органеллах

40. СПАСИБО ЗАСПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕВНИМАНИЕ