• 2. Heterotroofsed ja autotroofsed organismid: erinevused toitumises ja energiaallikates. Katabolism ja anabolism.
• 3. Multimolekulaarsed süsteemid (metaboolsed ahelad, membraaniprotsessid, biopolümeeride sünteesi süsteemid, molekulaarsed reguleerimissüsteemid) kui biokeemiliste uuringute peamised objektid.
• 4. Elusolendite struktuurilise korralduse tasemed. Biokeemia kui elu nähtuste uurimise molekulaarne tasand. Biokeemia ja meditsiin (meditsiiniline biokeemia).
• 5. Biokeemia peamised lõigud ja suunad: bioorgaaniline keemia, dünaamiline ja funktsionaalne biokeemia, molekulaarbioloogia.
• 6. Valkude uurimise ajalugu. Valkude kontseptsioon kui kõige olulisem orgaaniliste ainete klass ning inimkeha struktuurne ja funktsionaalne komponent.
• 7. Valgud moodustavad aminohapped, nende struktuur ja omadused. Peptiidside. Valkude esmane struktuur.
• 8. Valkude bioloogiliste omaduste sõltuvus primaarsest struktuurist. Valkude (erinevate loomade insuliinid) esmase struktuuri liigispetsiifilisus.
• 9. Peptiidahelate konformatsioon valkudes (sekundaarsed ja tertsiaarsed struktuurid). Nõrk intramolekulaarne interaktsioon peptiidahelas; disulfiidsidemed.
• 11. Domeeni struktuur ja selle roll valkude toimimises. Mürgid ja ravimid valgu inhibiitoritena.
• 12. Valkude kvaternaarne struktuur. Oligomeersete valkude struktuuri ja toimimise tunnused heemi sisaldava valgu - hemoglobiini näitel.
• 13. Valkude ruumilise struktuuri labiilsus ja nende denatureerimine. Denaturatsiooni põhjustavad tegurid.
• 14. Šaperoonid on valkude klass, mis kaitseb teisi valke denatureerimise eest rakutingimustes ja hõlbustab nende loomuliku konformatsiooni teket.
• 15. Valkude mitmekesisus. Globulaarsed ja fibrillaarsed valgud, lihtsad ja keerulised. Valkude klassifitseerimine nende bioloogiliste funktsioonide ja perekondade järgi: (seriinproteaasid, immunoglobuliinid).
• 17. Valkude füüsikalis -keemilised omadused. Molekulmass, suurus ja kuju, lahustuvus, ionisatsioon, hüdratatsioon
• 18. Üksikute valkude eraldamise meetodid: sadestamine soolade ja orgaaniliste lahustitega, geelfiltreerimine, elektroforees, ioonvahetus ja afiinsuskromatograafia.
• 19. Valkude kvantitatiivse mõõtmise meetodid. Elundite valgu koostise individuaalsed omadused. Muutused elundite valgu koostises ontogeneesi ja haiguste ajal.
• 21. Ensüümide klassifikatsioon ja nomenklatuur. Isosüümid. Ühikud ensüümide aktiivsuse ja koguse mõõtmiseks.
• 22. Ensüümi kofaktorid: metalliioonid ja koensüümid. Vitamiinide koensüümifunktsioonid (näiteks vitamiinid B6, pp, B2).
• 23. Ensüümi inhibiitorid. Pöörduv ja pöördumatu pärssimine. Konkurentsivõimeline pärssimine. Ravimid ensüümide inhibiitoritena.
• 25. Ensüümide aktiivsuse reguleerimine fosforüülimise ja defosforüülimise teel. Ensüümide osalemine hormonaalse signaali läbiviimisel.
• 26. Elundite ja kudede ensümaatilise koostise erinevused. Organispetsiifilised ensüümid. Ensüüm muutub arengu ajal.
• 27. Muutused ensüümide aktiivsuses haiguste korral. Pärilikud ensümaatiad. Vereensüümide päritolu ja nende määramise tähtsus haiguste korral.
• 29. Ainevahetus: toitumine, ainevahetus ja ainevahetusproduktide eritumine. Toidu orgaanilised ja mineraalsed komponendid. Peamised ja väiksemad komponendid.
• 30. Põhitoitained: süsivesikud, rasvad, valgud, päevane vajadus, seedimine; osaline toitevahetus.
• 31. Põhitoitainete asendamatud komponendid. Asendamatud aminohapped; erinevate toiduvalkude toiteväärtus. Linoolhape on asendamatu rasvhape.
• 32. Vitamiinide avastamise ja uurimise ajalugu. Vitamiinide klassifikatsioon. Vitamiinide funktsioonid.
• 34. Toidu mineraalained. Piirkondlikud patoloogiad, mis on seotud toidu ja vee mikroelementide puudusega.
• 35. Ainevahetuse ja ainevahetusradade mõiste. Ensüümid ja ainevahetus. Ainevahetuse reguleerimise mõiste. Peamised metaboolsed lõpptooted inimestel
• 36 Tervete organismide, elundite, koelõikude, homogenaatide, subtsellulaarsete struktuuride uurimine ja molekulaarsel tasandil
• 37. Egoonilised ja eksergoonilised reaktsioonid elusrakus. Makroergilised ühendid. Näited.
• 39. Oksüdatiivne fosforüülimine, p / o koefitsient. Mitokondrite struktuur ja hingamisahela struktuuriline korraldus. Transmembraanne elektrokeemiline potentsiaal.
• 40. Elektronide transpordiahela reguleerimine (hingamisteede kontroll). Kudede hingamise dissotsiatsioon ja oksüdatiivne fosforüülimine. Kudede hingamise termoregulatoorne funktsioon
• 42. Mürgiste hapnikuvormide teke, nende rakkudele kahjustava toime mehhanism. Mehhanismid mürgiste hapnikuliikide kõrvaldamiseks.
• 43. Põhiliste toitainete - süsivesikute, rasvade, valkude - katabolism. Katabolismi konkreetsete radade kontseptsioon ja katabolismi üldised rajad.
• 44. Püroovhappe oksüdatiivne dekarboksüülimine. Reaktsioonide jada. Püruvaadi dekarboksülaasi kompleksi struktuur.
• 45. Sidrunhappe tsükkel: reaktsioonide jada ja ensüümide omadused. Suhe katabolismi ühiste radade ning elektronide ja prootonite transpordiahela vahel.
• 46. ​​Tsitraaditsükli reguleerimise mehhanismid. Sidrunhappe tsükli anaboolsed funktsioonid. Reaktsioonid, mis täiendavad tsitraaditsüklit
• 47. Loomade peamised süsivesikud, nende sisaldus kudedes, bioloogiline roll. Põhilised toidu süsivesikud. Süsivesikute seedimine
• 49. Aeroobne lagunemine on inimeste ja teiste aeroobsete organismide peamine glükoosi katabolismi tee. Reaktsioonide jada püruvaadi moodustumisele (aeroobne glükolüüs).
• 50. Glükoosi aeroobse lagunemise jaotus ja füsioloogiline tähtsus. Glükoosi kasutamine rasvade sünteesiks maksas ja rasvkoes.
• 52. Glükoosi biosüntees (glükoneogenees) aminohapetest, glütseroolist ja piimhappest. Lihaste glükolüüsi ja glükoneogeneesi seos maksas (leetrite tsükkel).
• 54. Glükogeeni kui polüsahhariidi reservi omadused ja levik. Glükogeeni biosüntees. Glükogeeni mobiliseerimine.
• 55. Glükoosi metabolismi iseärasused erinevates organites ja rakkudes: erütrotsüüdid, aju, lihased, rasvkude, maks.
• 56. Glükolipiidide ja glükoproteiinide süsivesikute osa struktuuri ja funktsioonide kontseptsioon. Siaalhape
• 57. Monosahhariidide ja disahhariidide pärilikud ainevahetushäired: galaktoseemia, fruktoosi- ja disahhariiditalumatus. Glükogenoosid ja aglükogenoosid
• Glütseraldehüüd -3 -fosfaat
• 58. Inimese kudede tähtsamad lipiidid. Varulipiidid (rasvad) ja membraanlipiidid (komplekssed lipiidid). Inimese kudede lipiidide rasvhapped.
• Inimese nahaaluse rasva rasvhapete koostis
• 59. Asendamatud lipiidide toitumisfaktorid. Asendamatud rasvhapped: ω-3- ja ω-6-happed eikosanoidide sünteesi lähteainetena.
• 60. Rasvhapete biosüntees, rasvhapete metabolismi reguleerimine
• 61. Rasvhapete β-oksüdatsioonireaktsioonide keemia, energeetiline kogusumma.
• 6Z. Toidurasvad ja nende seedimine. Seedeproduktide imendumine. Seede- ja imendumishäired. Triatsüülglütseroolide süntees sooleseinas.
• 64. Külomikronite teke ja rasvade transport. Apoproteiinide roll külomikronites. Lipoproteiini lipaas.
• 65. Rasvade biosüntees maksas süsivesikutest. Transpordivere lipoproteiinide struktuur ja koostis.
• 66. Rasvade ladestumine ja mobiliseerimine rasvkoes. Rasvade sünteesi ja mobiliseerimise reguleerimine. Insuliini, glükagooni ja adrenaliini roll.
• 67. Inimese kudede peamised fosfolipiidid ja glükolipiidid (glütserofosfolipiidid, sfingofosfolipiidid, glükoglütserolipiidid, glükosfigolipiidid). Nende ühendite biosünteesi ja katabolismi kontseptsioon.
• 68. Neutraalsete rasvade (rasvumine), fosfolipiidide ja glükolipiidide metabolismi rikkumine. Sfingolipidoosid
• Sfingolipiidid, ainevahetus: sfingolipidoosi haigused, tabel
• 69. Eikosanoidide struktuur ja bioloogilised funktsioonid. Prostaglandiinide ja leukotrieenide biosüntees.
• 70. Kolesterool kui paljude teiste steroidide eelkäija. Kolesterooli biosünteesi mõiste. Kirjutage üles reaktsioonide käik kuni mevaloonhappe moodustumiseni. Hüdroksümetüülglutarüül-CoA reduktaasi roll.
• 71. Sapihapete süntees kolesteroolist. Saphapete, primaarsete ja sekundaarsete sapphapete konjugeerimine. Sapihapete ja kolesterooli väljutamine organismist.
• 72. Lpnp ja lpvp - transport, kolesterooli vormid veres, roll kolesterooli metabolismis. Hüperkolesteroleemia. Ateroskleroosi arengu biokeemiline alus.
• 73. Sapikivitõve (kolesteroolikivid) esinemise mehhanism. Chenodesoceicholic acid kasutamine sapikivitõve raviks.
• 75. Valkude seedimine. Proteinaasid - pepsiin, trüpsiin, kümotrüpsiin; Valguensüümid ja nende ensüümideks muundamise mehhanismid. Proteinaaside substraadi spetsiifilisus. Exopeptidaasid ja endopeptidaasid.
• 76. Mao- ja kaksteistsõrmikmahla biokeemilise analüüsi diagnostiline väärtus. Kirjeldage nende mahlade koostist lühidalt.
• 77. Kõhunäärme proteinaasid ja pankreatiit. Proteinaasi inhibiitorite kasutamine pankreatiidi ravis.
• 78. Transaminatsioon: aminotransferaas; B6 -vitamiini koensüümi funktsioon. Aminotransferaaside spetsiifilisus.
• 80. Aminohapete oksüdatiivne deamineerimine; glutamaatdehüdrogenaas. Aminohapete kaudne deaminatsioon. Bioloogiline tähtsus.
• 82. Neerude glutaminaas; ammooniumsoolade moodustumine ja eritumine. Neeru glutaminaasi aktiveerimine atsidoosi korral.
• 83. Karbamiidi biosüntees. Ornitiinitsükli seos cTC -ga. Karbamiidi lämmastikuaatomite päritolu. Uurea sünteesi ja eritumise rikkumised. Hüperammoneemia.
• 84. Lämmastikuvaba aminohappejäägi vahetus. Glükogeensed ja ketogeensed aminohapped. Glükoosi süntees aminohapetest. Aminohapete süntees glükoosist.
• 85. Transmetüleerimine. Metioniin ja s-adenosüülmetioniin. Kreatiini, adrenaliini ja fosfatidüülkoliini süntees
• 86. DNA metüülimine. Võõraste ja meditsiiniliste ühendite metüülimise mõiste.
• 88. Vitamiinivastased foolhape. Sulfa -ravimite toimemehhanism.
• 89. Fenüülalaniini ja türosiini vahetus. Fenüülketonuuria; biokeemiline defekt, haiguse ilming, ennetusmeetodid, diagnoosimine ja ravi.
• 90. Alkaptonuria ja albinism: biokeemilised defektid, milles need arenevad. Dopamiini sünteesi häire, parkinsonism.
• 91. Aminohapete dekarboksüülimine. Biogeensete amiinide struktuur (histamiin, serotoniin, γ-aminovõihape, katehhoolamiinid). Biogeensete amiinide funktsioonid.
• 92. Biogeensete amiinide deaminatsioon ja hüdroksüülimine (reaktsioonina nende ühendite neutraliseerimiseks).
• 93. Nukleiinhapped, keemiline koostis, struktuur. DNA ja RNA primaarne struktuur, sidemed, mis moodustavad esmase struktuuri
• 94. DNA sekundaarne ja tertsiaarne struktuur. Denaturatsioon, DNA renessanss. Hübridisatsioon, liikide erinevused DNA primaarses struktuuris.
• 95. RNA, keemiline koostis, struktuurilise korralduse tasemed. RNA tüübid, funktsioonid. Ribosoomi struktuur.
• 96. Kromatiini ja kromosoomi struktuur
• 97. Nukleiinhapete lagunemine. Seedetrakt ja kudede nukleaasid. Puriini nukleotiidide lagunemine.
• 98. Puriinnukleotiidide biosünteesi kontseptsioon; biosünteesi algetapid (riboos-5-fosfaadist 5-fosforibosüülamiiniks).
• 99. Inosiinhape adenüül- ja guanüülhapete eellasena.
• 100. Pürimidiini nukleotiidide lagunemise ja biosünteesi mõiste.
• 101. Nukleotiidide metabolismi häired. Podagra; allopurinooli kasutamine podagra raviks. Ksantinuuria. Orotaciduria.
• 102. Desoksüribonukleotiidide biosüntees. Deoksüribonukleotiidide sünteesi inhibiitorite kasutamine pahaloomuliste kasvajate raviks.
• 104. DNA süntees ja rakkude jagunemise faasid. Tsükliinide ja tsükliinist sõltuvate proteinaaside roll raku progresseerumisel piki rakutsüklit.
• 105. DNA kahjustused ja parandamine. DNA-d parandava kompleksi ensüümid.
• 106. RNA biosüntees. RNA polümeraas. Geenide mosaiigistruktuuri kontseptsioon, esmane transkriptsioon, transkriptsioonijärgne töötlemine.
• 107. Bioloogiline kood, mõisted, koodi omadused, kollineaarsus, lõpetamissignaalid.
• 108. Transpordi RNA -de roll valkude biosünteesis. Aminoatsüül-t-rna biosüntees. Aminoatsüül-t-rna süntetaaside substraadi spetsiifilisus.
• 109. Sündmuste jada ribosoomis polüpeptiidahela kokkupaneku ajal. Polüribosoomide toimimine. Valkude translatsioonijärgne töötlemine.
• 110. Geenide adaptiivne reguleerimine pro- ja eukarüootides. Operoni teooria. Operonide toimimine.
• 111. Rakkude diferentseerumise mõiste. Rakkude valgu koostise muutused diferentseerumise ajal (näiteks hemoglobiini polüpeptiidahelate valgu koostis).
• 112. Geneetilise variatsiooni molekulaarsed mehhanismid. Molekulaarsed mutatsioonid: tüübid, sagedus, tähtsus
• 113. Geneetiline heterogeensus. Valkude polümorfism inimpopulatsioonis (hemoglobiini, glükosüültransferaasi variandid, rühmaspetsiifilised ained jne).
• 114. Pärilike haiguste esinemise ja avaldumise biokeemilised alused (mitmekesisus, levik).
• 115. Rakkudevahelise suhtluse peamised süsteemid: endokriinne, parakriinne, autokriinne regulatsioon.
• 116. Hormoonide roll ainevahetuse reguleerimissüsteemis. Sihtrakud ja rakuhormoonide retseptorid
• 117. Hormonaalsete signaalide rakkudesse edastamise mehhanismid.
• 118. Hormoonide klassifikatsioon keemilise struktuuri ja bioloogiliste funktsioonide järgi
• 119. Jodotüroniinide struktuur, süntees ja metabolism. Mõju ainevahetusele. Muutused ainevahetuses hüpo- ja hüpertüreoidismi korral. Endeemilise struuma põhjused ja ilmingud.
• 120. Energia metabolismi reguleerimine, insuliini ja kontratsellulaarsete hormoonide roll homöostaasi pakkumisel.
• 121. Muutused ainevahetuses diabeedi korral. Suhkurtõve peamiste sümptomite patogenees.
• 122. Suhkurtõve hiliste komplikatsioonide (makro- ja mikroangiopaatia, nefropaatia, retinopaatia, katarakt) patogenees. Diabeetiline kooma.
• 123. Vesi-soola ainevahetuse reguleerimine. Aldosterooni ja vasopressiini struktuur ja funktsioon
• 124. Reniin-angiotensiin-aldosterooni süsteem. Neeru hüpertensiooni, turse, dehüdratsiooni biokeemilised mehhanismid.
• 125. Hormoonide roll kaltsiumi ja fosfaatide metabolismi reguleerimisel (kõrvalkilpnäärme hormoon, kaltsitoniin). Hüpo- ja hüperparatüreoidismi põhjused ja ilmingud.
• 126. Kaltsitriooli struktuur, biosüntees ja toimemehhanism. Rahhiidi põhjused ja ilmingud
• 127. Kortikosteroidide struktuur ja sekretsioon. Katabolismi muutused hüpo- ja hüperkortisolismiga.
• 128. Hormoonide sekretsiooni reguleerimine sünteesi teel vastavalt tagasiside põhimõttele.
• 129. Suguhormoonid: sugu-, emaka- ja piimanäärmete struktuur, mõju ainevahetusele ja funktsioonidele.
• 130. Kasvuhormoon, struktuur, funktsioon.
• 131. Endogeensete ja võõrkehade toksiliste ainete metabolism: mikrosomaalsete oksüdatsiooni- ja konjugatsioonireaktsioonide reaktsioonid glutatiooni, glükuroonhappe, väävelhappega.
• 132. Metallotioneiin ja raskmetallioonide neutraliseerimine. Kuumašoki valgud.
• 133. Hapniku toksilisus: reaktiivsete hapnikuliikide (superoksiidanioon, vesinikperoksiid, hüdroksüülradikaal) moodustumine.
• 135. Ravimite biotransformatsioon. Ravimite mõju ksenobiootikumide neutraliseerimisel osalevatele ensüümidele.
• 136. Keemilise kantserogeneesi alused. Mõne keemilise kantserogeeni mõiste: polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud, aromaatsed amiinid, dioksiidid, mitoksiinid, nitrosamiinid.
• 137. Erütrotsüütide arengu, struktuuri ja ainevahetuse tunnused.
• 138. Hapniku ja süsinikdioksiidi transport vere kaudu. Loote hemoglobiin (HbF) ja selle füsioloogiline tähtsus.
• 139. Inimese hemoglobiinide polümorfsed vormid. Hemoglobinopaatia. Aneemiline hüpoksia
• 140. Hemi biosüntees ja selle reguleerimine. Sünteesihäirete teema. Porfüüria.
• 141. Hemi jaotus. Bilirubiini neutraliseerimine. Bilirubiini-ikteruse metabolismi häired: hemolüütiline, obstruktiivne, hepatotsellulaarne. Kollatõbi vastsündinutel.
• 142. Bilirubiini ja teiste sapipigmentide määramise diagnostiline väärtus veres ja uriinis.
• 143. Rauavahetus: imendumine, vere transport, sadestumine. Raua ainevahetushäired: rauapuuduse aneemia, hemokromatoos.
• 144. Vereplasma peamised valgufraktsioonid ja nende funktsioonid. Nende määratluse väärtus haiguste diagnoosimisel. Ensüodiagnostika.
• 145. Vere hüübimissüsteem. Fibriini trombide moodustumise etapid. Sisemised ja välised hüübimisteed ja nende komponendid.
• 146. Prokoagulantraja ensüümikomplekside moodustumise põhimõtted ja toimimise järjestus. K -vitamiini roll vere hüübimisel.
• 147. Fibrinolüüsi peamised mehhanismid. Plasminogeeni aktivaatorid trombolüütiliste ainetena. Põhilised vere hüübimisvastased ained: antitrombiin III, makroglobuliin, antikonvertiin. Hemofiilia.
• 148. Biokeemilise vereanalüüsi kliiniline tähtsus.
• 149. Põhilised rakumembraanid ja nende funktsioonid. Membraanide üldised omadused: voolavus, külgne asümmeetria, selektiivne läbilaskvus.
• 150. Membraanide lipiidide koostis (fosfolipiidid, glükolipiidid, kolesterool). Lipiidide roll kahekihilise lipiidide moodustumisel.
• 151. Membraanvalgud - integraal, pind, "ankurdatud". Translatsioonijärgsete modifikatsioonide tähtsus funktsionaalsete membraanvalkude moodustamisel.

• Pöörduv pärssimine Pöörduvad inhibiitorid seonduvad ensüümiga nõrkade mittekovalentsete sidemete kaudu ja on teatud tingimustel ensüümist kergesti eraldatavad. Pöörduvad inhibiitorid on konkurentsivõimelised ja mittekonkureerivad.

  Konkurentsivõimeline pärssimine Konkureeriv pärssimine viitab ensüümireaktsiooni kiiruse pöörduvale vähenemisele, mille põhjustab inhibiitor, mis seondub ensüümi aktiivse saidiga ja takistab ensüümi-substraadi kompleksi moodustumist. Seda tüüpi pärssimist täheldatakse siis, kui inhibiitor on substraadi struktuurianaloog; selle tulemusel tekib konkurents substraadi molekulide ja inhibiitori vahel ensüümi aktiivses keskuses asuva koha pärast. Sellisel juhul interakteerub kas substraat või inhibiitor ensüümiga, moodustades ensüümi-substraadi (ES) või ensüümi-inhibiitori (EI) kompleksid. Ensüümi ja inhibiitori (EI) kompleksi moodustumisel reaktsioonisaadust ei teki. Konkureeriva pärssimistüübi puhul kehtivad järgmised võrrandid:

  E + S ⇔ ES → E + P,

  Ravimid kui konkureerivad inhibiitorid Paljud ravimid avaldavad oma terapeutilist toimet konkureeriva pärssimise mehhanismi kaudu. Näiteks kvaternaarsed ammooniumalused inhibeerivad atsetüülkoliinesteraasi, mis katalüüsib atsetüülkoliini hüdrolüüsi koliiniks ja äädikhappeks. Inhibiitorite lisamisega väheneb atsetüülkoliinesteraasi aktiivsus, suureneb atsetüülkoliini (substraadi) kontsentratsioon, millega kaasneb närviimpulsside juhtivuse suurenemine. Lihasdüstroofia ravis kasutatakse koliinesteraasi inhibiitoreid. Tõhusad antikoliinesteraasi ravimid - proseriin, endrofoonium jne.

  Mittekonkureeriv pärssimine Ensümaatilise reaktsiooni pärssimist nimetatakse mittekonkureerivaks, kus inhibiitor interakteerub ensüümiga mujal kui aktiivne koht. Mittekonkureerivad inhibiitorid ei ole substraadi struktuurianaloogid. Mittekonkureeriv inhibiitor võib seonduda kas ensüümi või ensüümi-substraadi kompleksiga, moodustades mitteaktiivse kompleksi. Mittekonkureeriva inhibiitori kinnitumine muudab ensüümimolekuli konformatsiooni nii, et substraadi interaktsioon ensüümi aktiivse keskusega on häiritud, mis viib ensümaatilise reaktsiooni kiiruse vähenemiseni. .

  Pöördumatu pärssimine Pöördumatut pärssimist täheldatakse, kui inhibiitormolekuli ja ensüümi vahel moodustuvad kovalentsed stabiilsed sidemed. Enamasti muudetakse ensüümi aktiivset saiti. Selle tulemusena ei saa ensüüm katalüütilist funktsiooni täita. Pöördumatute inhibiitorite hulka kuuluvad raskmetallide ioonid, näiteks elavhõbe (Hg 2+), hõbe (Ag+) ja arseen (As 3+), mis blokeerivad väikestes kontsentratsioonides aktiivse saidi sulfhüdrüülrühmi. Sel juhul ei saa substraat keemiliselt muunduda. Reaktivaatorite juuresolekul taastatakse ensümaatiline funktsioon. Suurtes kontsentratsioonides põhjustavad raskmetallioonid ensüümi valgumolekuli denatureerimist, s.t. viia ensüümi täieliku inaktiveerimiseni.

  Pöördumatud ensüümi inhibiitorid kui ravimid. Näide ravimist, mille toime põhineb ensüümide pöördumatul pärssimisel, on laialdaselt kasutatav ravim aspiriin. Põletikuvastane mittesteroidne ravim aspiriin tagab farmakoloogilise toime, inhibeerides ensüümi tsüklooksügenaasi, mis katalüüsib arahhidoonhappest prostaglandiinide moodustumist. Keemilise reaktsiooni tulemusena kinnitub aspiriini atsetüüljääk ühe tsüklooksügenaasi alaühiku vaba terminaalse NH2 rühma külge. See põhjustab prostaglandiinide reaktsioonisaaduste moodustumise vähenemist, millel on lai valik bioloogilisi funktsioone, sealhulgas põletiku vahendajad.

  24. Ensüümide toime reguleerimine: allosteerilised inhibiitorid ja aktivaatorid. Katalüütilised ja reguleerivad keskused. Allosteeriliste ensüümide kvaternaarne struktuur ja muutused ensüümide protomeeride konformatsioonis.

  Allosteeriline regulatsioon . Paljudes rangelt biosünteetilistes reaktsioonides on mitmeastmelise ensümaatilise protsessi kiiruse reguleerimise peamine tüüp tagasiside inhibeerimine. See tähendab, et biosünteetilise ahela lõppsaadus pärsib ensüümi aktiivsust, mis katalüüsib sünteesi esimest etappi, mis on selle reaktsiooniahela võti. Kuna lõpptoode erineb struktuurilt substraadist, seondub see ensüümimolekuli allosteerilise (mittekatalüütilise) keskusega, põhjustades kogu sünteetilise reaktsiooni ahela pärssimist.

  Oletame, et rakkudes toimub mitmeastmeline biosünteetiline protsess, mille iga etappi katalüüsib oma ensüüm:

  Sellise reaktsioonide kogujada määrab suuresti lõpptoote P kontsentratsioon, mille kogunemine üle lubatud taseme avaldab võimas inhibeerivat mõju protsessi esimesele etapile ja vastavalt ensüümile E1.

  Siiski tuleb meeles pidada, et nii aktivaatorid kui ka inhibiitorid võivad olla allosteeriliste ensüümide modulaatorid. Sageli selgub, et isesubstraadil on aktiveeriv toime. Ensüüme, mille substraat ja modulaator on esindatud identsete struktuuridega, nimetatakse homotroopseteks, erinevalt heterotroopsetest ensüümidest, mille puhul on modulaatoril erinev alamstruktuur. Aktiivsete ja mitteaktiivsete allosteeriliste ensüümide vastastikune muundamine lihtsustatud kujul, samuti substraadi ja efektorite kinnitamisel täheldatud konformatsioonilised muutused. Negatiivse efektori kinnitumine allosteerilisele keskusele põhjustab olulisi muutusi ensüümimolekuli aktiivse tsentri konfiguratsioonis, mille tagajärjel ensüüm kaotab oma afiinsuse oma substraadi suhtes (mitteaktiivse kompleksi moodustumine).

  Allosteerilised koostoimed ilmnevad esialgse reaktsioonikiiruse sõltuvuse kõverate olemuses substraadi või efektori kontsentratsioonist, eriti nende kõverate S-kujulises vormis (kõrvalekalle hüperboolsest Michaelis-Menteni kõverast). S-kujuline iseloom sõltuvusest v [S] modulaatori juuresolekul on tingitud koostöö efektist. See tähendab, et ühe molekuli seondumine substraadiga hõlbustab teise molekuli seondumist aktiivse saidiga, suurendades seeläbi reaktsioonikiirust. Lisaks iseloomustab allosteerilisi regulatoorseid ensüüme reaktsioonikiiruse mittelineaarne sõltuvus substraadi kontsentratsioonist.

  "

INHIBITORID. Ensüümid on kontrollitud aktiivsusega katalüsaatorid. Seda saab kontrollida erinevate ainetega. Ensüümi toimet võivad teatud INHIBITOR kemikaalid INHIBIBEERIDA. Toime olemuse järgi on inhibiitorid jagatud kahte suurde rühma:

1. Pööratav - need on ühendid, mis MITTEKINDLASTI interakteeruvad ensüümiga, moodustades seega dissotsiatsioonivõimelise kompleksi.

2. Pöördumatu - need on ühendid, mis võivad spetsiifiliselt siduda ensüümi aktiivse keskuse teatud funktsionaalseid rühmi. Nad moodustavad sellega tugevad COVALENT sidemed, seetõttu on sellist kompleksi raske hävitada.

KEETAMISE TÜÜBID. Vastavalt toimemehhanismile eristatakse järgmisi INHIBITSIOONI liike:

1. Konkurentsivõimeline pärssimine- inhibiitorite toimest tingitud ensümaatilise reaktsiooni pärssimine, mille struktuur on väga sarnane S struktuurile, seetõttu konkureerivad nii S kui ka inhibiitor AF AC -ga ja see ühend seondub sellega. kelle koondumine keskkonda rohkem. E + S - ES -EP

Paljud ravimid toimivad konkureeriva inhibiitorina. Näiteks on SULPHANIL (CA) kasutamine. Erinevate nakkushaiguste korral, mis on põhjustatud bakteritest, kasutatakse CA ravimeid. CA kasutuselevõtt viib FOLIINhapet sünteesivate bakterite ensüümi INHIBITSIOONI. Selle happe sünteesi rikkumine toob kaasa mikroorganismide kasvu ja nende surma rikkumise.

2.MITTEKONKURENTSIVÕIMALIK KEELATUS- inhibiitoril ja substraadil pole struktuurilist sarnasust; inhibiitor ei mõjuta F-S-kompleksi moodustumist; moodustub kolmekordne ESI kompleks.

Sellised inhibiitorid mõjutavad substraadi katalüütilist konversiooni. Nad võivad seonduda nii otse AC F katalüütiliste rühmadega kui ka väljaspool AC F. Kuid igal juhul mõjutavad need aktiivse keskuse konformatsiooni. Tsüaniidid toimivad mittekonkureeriva inhibiitorina. Nad seonduvad kindlalt tsütokroomoksidaasi raudioonidega. See ensüüm on üks hingamisahela komponente. Hingamisahela blokeerimine viib keha kohese surmani. Toimingu saab eemaldada ainult REAKTIVAATORITE abil.

3.ALUSPIIRKONNA KEELAMINE on ensümaatilise reaktsiooni pärssimine, mille põhjustab substraadi liig. Sel juhul, F-S kompleks, kuid see ei läbi katalüütilisi muutusi, sest muudab ensüümi molekuli mitteaktiivseks. Substraadi inhibiitori toime eemaldatakse, vähendades substraadi kontsentratsiooni.

4.ALLOSTERILINE KEELATUS... ALLOSTERIC ensüümidel võib olla 2 või enam protomeerset ühikut. Sellisel juhul on ühel katalüütiline keskus ja seda nimetatakse katalüütiliseks ning teisel on ALLOSTERIC tsenter ja seda nimetatakse regulatiivseks. ALLOSTERILISE INHIBITORI puudumisel kinnitub substraat katalüütilisele kohale ja tavapärane katalüütiline reaktsioon jätkub. Kui ilmub ALLOSTERIC INHIBITOR, kinnitub see reguleerivale üksusele ja muudab ensüümi keskpunkti CONFORMATION, mille tagajärjel ensüümi aktiivsus väheneb.

Isoensüümide mõiste. Laktaatdehüdrogenaasi (LDH) ja kreatiinkinaasi (CK) isoensüümide iseloomustus. QC isosüümide diagnostiline roll. Ensüümide kasutamine meditsiinis. Ensüodiagnostika ja ensüümravi. Ensüopatoloogia, näited.

Isoisüümid on rühm F-sid, mis katalüüsivad sama reaktsiooni, kuid erinevad mõningate füüsikalis-keemiliste omaduste poolest. Need tekkisid geneetiliste erinevuste tõttu ensüümvalgu primaarse struktuuri moodustumisel. Isoensüümidel on range elundispetsiifilisus.

Isoensüümide aktiivsuse määramine on diagnostilise väärtusega.

LDH(laktaatdehüdrogenaas) sisaldab 5 isosüümi, millest igaüks on tetrameer. Need F-you LDH erinevad kombinatsioonis-H ja M-tüüp. Maksas ja lihastes on ülekaalus LDH-4 ja LDH-3 ning need on kõige aktiivsemad. Müokardis on neerukude, LDH-1 ja LDH-2 maksimaalselt aktiivsed. Maksa patoloogia korral vereseerumis suureneb järsult LDH-4, LDH-5 aktiivsus.

KFK(KREATINFOSFOKINAAS) - 0,16 - 0,3 mmol / l. Koosneb kahest ühikust: B (aju), M (lihased). CPK-1 (BB, 0%, kesknärvisüsteem) suureneb sügava tõsise kahjustusega (kasvaja, trauma, ajukahjustus). CPK-2 (MB, 3%, müokard) suureneb müokardiinfarkti, südamekahjustuse korral. CPK-3 (MM, 97%, lihaskoe) suureneb koos müokardi kahjustusega, pikaajalise rõhu sündroomiga.

Ensümaatoloogia- uurib haigusi, mis on seotud F. aktiivsuse vähenemisega organismis või nende täieliku puudumisega. Näiteks fenüülketonuuria: fenüülalaniin muundatakse erinevateks toodeteks, kuid mitte türosiiniks - fenüülPVA, fenüüllaktaat. See toob kaasa keha füüsiliste võimete rikkumise. Teine näide on histidaasi puudumine. See F. osaleb histidiini muundamises, selle puudumine viib histidiini kogunemiseni veres ja uriinis, mis mõjutab negatiivselt kõiki ainevahetusprotsesse, vaimne ja füüsiline areng on pärsitud.

Ensüodiagnostika- F. aktiivsuse määramine diagnostilistel eesmärkidel. See põhineb F. elundi spetsiifilisusel. leeliselise fosfataasi spetsiifiline F, iseloomustab olekut luukoe... Selle aktiivsus suureneb rahhiidi, obstruktiivse ikterusega. Erinevate hävitavate protsesside korral on laetud elundite membraanide terviklikkus häiritud ja F. vabaneb verre. Nr. müokardiinfarkt.

Ensüümravi- erinevate F -de kasutamine kliinilises praktikas aastal meditsiinilistel eesmärkidel... Näiteks madala happesusega - pepsiin.

Kõik kehas toimuvad biokeemilised reaktsioonid alluvad spetsiifilisele kontrollile, mis viiakse läbi regulatoorseid ensüüme aktiveeriva või pärssiva toime kaudu. Viimaseid leidub tavaliselt metaboolsete transformatsiooniahelate alguses ja nad alustavad mitmeastmelist protsessi või pärsivad seda. Mõned üksikud reaktsioonid on samuti reguleeritud. Konkureeriv pärssimine on üks peamisi mehhanisme ensüümide katalüütilise aktiivsuse kontrollimiseks.

Ensümaatilise katalüüsi mehhanism põhineb ensüümi aktiivse saidi seondumisel substraadi molekuliga (ES kompleks), mille tulemuseks on keemiline reaktsioon toote moodustumise ja vabanemisega (E + S = ES = EP = E + P).

Ensüümi pärssimist nimetatakse katalüüsiprotsessi kiiruse vähenemiseks või täielikuks peatamiseks. Kitsamas tähenduses tähendab see termin aktiivse tsentri afiinsuse vähenemist substraadi suhtes, mis saavutatakse ensüümimolekulide sidumisel inhibeerivate ainetega. Viimased võivad toimida mitmel viisil, mille alusel jagunevad nad mitut tüüpi, mis vastavad samadele pärssimismehhanismidele.

Peamised pärssimise tüübid

Protsessi olemuse tõttu on inhibeerimine kahte tüüpi:

• Pöördumatu - põhjustab ensüümi molekulis püsivaid muutusi, võttes selle funktsionaalse aktiivsuse (viimast ei saa taastada). See võib olla nii spetsiifiline kui ka mittespetsiifiline. Inhibiitor seondub kovalentse interaktsiooni teel tihedalt ensüümiga.
• Pöörduv on ensüümide negatiivse reguleerimise peamine tüüp. See viiakse läbi inhibiitori pöörduva spetsiifilise seondumise tõttu valguensüümiga nõrkade mittekovalentsete sidemete abil, mida saab kineetiliselt kirjeldada vastavalt Michaelis-Menteni võrrandile (välja arvatud allosteeriline regulatsioon).

Pöörduva ensüümi pärssimist on kahte peamist tüüpi: konkurentsivõimeline (seda saab nõrgendada substraadi kontsentratsiooni suurendamisega) ja mittekonkureeriv. Viimasel juhul väheneb katalüüsi maksimaalne võimalik kiirus.

Peamine erinevus konkureeriva ja mittekonkureeriva pärssimise vahel seisneb reguleeriva aine ensüümi külge kinnitumises. Esimesel juhul seondub inhibiitor otse aktiivse keskusega ja teisel ensüümi teise saidiga või ensüümi-substraadi kompleksiga.

Samuti on segatüüpi inhibeerimine, mille puhul inhibiitoriga seondumine ei takista ES -i teket, vaid aeglustab katalüüsi. Sel juhul on reguleeriv aine kahe- või kolmekordse kompleksi (EI ja EIS) osa. Konkurentsitüübis seondub ensüüm ainult ES -iga.

Ensüümide pöörduva konkurentsivõimelise pärssimise tunnused

Inhibeerimise konkurentsivõimeline mehhanism põhineb reguleeriva aine struktuurilisel sarnasusel substraadiga. Selle tulemusena moodustub aktiivse keskuse kompleks inhibiitoriga, mida tavapäraselt nimetatakse EI -ks.

Pöörduval konkurentsipõhisel pärssimisel on järgmised omadused:

• seondumine inhibiitoriga toimub aktiivses kohas;
• ensüümimolekuli inaktiveerimine on pöörduv;
• inhibeerivat toimet saab vähendada, suurendades substraadi kontsentratsiooni;
• inhibiitor ei mõjuta ensümaatilise katalüüsi maksimaalset kiirust;
• EI kompleks võib laguneda, mida iseloomustab vastav dissotsiatsioonikonstant.

Seda tüüpi regulatsiooni korral näib inhibiitor ja substraat konkureerivat (konkureerivat) üksteisega koha pärast aktiivses keskuses, sellest ka protsessi nimi.

Selle tulemusena võib konkureerivat pärssimist määratleda kui pöörduvat ensümaatilise katalüüsi pärssimise protsessi, mis põhineb aktiivse saidi spetsiifilisel afiinsusel inhibiitori suhtes.

Toimemehhanism

Inhibiitori seondumine aktiivse saidiga takistab katalüüsiks vajaliku ensüümi-substraadi kompleksi moodustumist. Selle tulemusena muutub ensüümimolekul mitteaktiivseks. Sellegipoolest võib katalüütiline keskus seonduda mitte ainult inhibiitoriga, vaid ka substraadiga. Konkreetse kompleksi moodustumise tõenäosus sõltub kontsentratsiooni suhtest. Kui substraadi molekule on palju rohkem, reageerib ensüüm nendega sagedamini kui inhibiitoriga.

Mõju keemilise reaktsiooni kiirusele

Katalüüsi pärssimise määr konkureeriva pärssimise ajal määratakse selle järgi, kui palju ensüümist moodustab EI-komplekse. Sellisel juhul võib substraadi kontsentratsiooni suurendada sellisel määral, et inhibiitori roll asendatakse ja katalüüsi kiirus jõuab Michaelis-Menteni võrrandi kohaselt maksimaalsele väärtusele, mis vastab Vmax väärtusele.

See nähtus on tingitud inhibiitori tugevast lahjendamisest. Selle tulemusena väheneb ensüümimolekulide sellega seondumise tõenäosus nullini ja aktiivsed keskused reageerivad ainult substraadiga.

Ensümaatilise reaktsiooni kineetilised sõltuvused konkureeriva inhibiitori osalusel

Konkureeriv pärssimine suurendab Michaeli konstanti (K m), mis on võrdne substraadi kontsentratsiooniga, mis on vajalik ½ maksimaalse katalüüsikiiruse saavutamiseks reaktsiooni alguses. Hüpoteetiliselt substraadiga seonduda võiva ensüümi kogus jääb konstantseks, samas kui tegelikult moodustunud ES -komplekside arv sõltub ainult viimase kontsentratsioonist (EI -kompleksid ei ole konstantsed ja substraat võib neid nihutada).

Ensüümide konkureerivat pärssimist on lihtne määrata kineetiliste kõverate põhjal, mis on joonistatud erinevate substraatide kontsentratsioonide jaoks. Sel juhul muutub K m väärtus ja V max jääb konstantseks.

Mittekonkureeriva pärssimise korral on vastupidi: inhibiitor seondub väljaspool aktiivset saiti ja substraadi olemasolu ei saa seda kuidagi mõjutada. Selle tulemusena lülitatakse mõned ensüümimolekulid katalüüsist välja ja maksimaalne võimalik kiirus väheneb. Sellegipoolest võivad ensüümi aktiivsed molekulid vabalt seonduda substraadiga nii väikeste kui ka koos kõrge kontsentratsioon viimane. Järelikult jääb Michaeli konstant konstantseks.

Konkureerivad pärssimisjoonised topelt -vastastikuste koordinaatide süsteemis on mitu sirget, mis lõikavad ordinaati 1 / V maksimumpunktis. Iga sirgjoon vastab teatud substraadi kontsentratsioonile. Erinevad lõikumispunktid abstsissiteljega (1 / [S]) näitavad Michaeli konstandi muutumist.

Konkureeriva inhibiitori toime malonaadi näitel

Konkurentsivõimelise pärssimise tüüpiline näide on suktsinaatdehüdrogenaasi, ensüümi, mis katalüüsib merevaikhappe (suktsinaadi) oksüdeerumist fumaarhappeks, aktiivsuse vähendamise protsess. Monaat, mis on struktuurilt sarnane suktsinaadiga, toimib inhibiitorina.

Inhibiitori lisamine söötmele põhjustab malonaadi komplekside moodustumist suktsinaatdehüdrogenaasiga. Selline side ei kahjusta aktiivset saiti, kuid blokeerib selle juurdepääsu merevaikhappele. Suktsinaadi kontsentratsiooni suurenemine vähendab pärssivat toimet.

Meditsiiniline kasutamine

Konkurentsivõimelise pärssimise mehhanism on paljude ravimite toime alus, mis on mõnede ainevahetusradade substraatide struktuurianaloogid, mille pärssimine on haiguste ravis vajalik osa.

Näiteks närviimpulsside juhtivuse parandamiseks lihasdüstroofiate korral on vajalik atsetüülkoliini taseme tõstmine. See saavutatakse atsetüülkoliinesteraasi hüdrolüüsiva aktiivsuse pärssimisega. Inhibiitorite rolli mängivad kvaternaarsed ammooniumalused, mis on osa ravimitest (kumm, endrofoonium jne).

Erirühmas eristatakse antimetaboliite, millel on lisaks inhibeerivale toimele ka pseudosubstraadi omadused. Sellisel juhul viib EI kompleksi moodustumine bioloogiliselt inertse ebanormaalse toote moodustumiseni. Antimetaboliitide hulka kuuluvad sulfoonamiidid (kasutatakse bakteriaalsete infektsioonide ravis), nukleotiidanaloogid (kasutatakse vähirakkude kasvu peatamiseks) jne.

Konkurentsivõime pärssimine: määratlus, funktsioonid ja näited - kõik saidireiside kohta

Kõik ensüümide inhibeerimise tüübid võib jagada kahte suurde rühma: pöördumatu ja pöörduv inhibeerimine. Pöördumatud inhibiitorid seondub tugevalt ensüümimolekuliga ja pärast inhibiitori eemaldamist (näiteks dialüüsi kasutades) ensüümi aktiivsust ei taastata. Kuulsaimad pöördumatud inhibiitorid on insektitsiididena ja keemiliste sõjapidamisvahenditena kasutatavad fosfororgaanilised mürgid, tsüaniidid ja raskmetallioonid, näiteks elavhõbe, kaadmium, vask, plii, mis seonduvad valkudes karboksüül- ja sulfhüdrüülrühmadega (- SH).

Pöörduvad inhibiitorid eraldatakse ensüümi kompleksist inhibiitoriga, kui nende kontsentratsioon väheneb ja ensüüm taastab oma katalüütilise aktiivsuse. Vastavalt ensüümireaktsiooni sõltuvusele substraadi kontsentratsioonile avaldatava toime tüübist jagatakse pöörduvad inhibiitorid konkurentsivõimeline, mittekonkureeriv, konkurentsivõimetu ja segane.

Konkureerivad inhibiitorid on substraadi struktuurianaloogid ja seonduvad ensüümi aktiivses keskuses, konkureerides substraadiga seondumiskoha pärast. Need põhjustavad Michaeli konstandi suurenemist (halvenemist), kuid ei mõjuta maksimaalset reaktsioonikiirust (joonis 9).

Riis. 9. Ensümaatilise reaktsiooni kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist konkureeriva inhibiitori (a) juuresolekul ja selle esitus kahekordsetes vastastikustes koordinaatides (b). Kui 1 on graafik ilma inhibiitorita, 2 on graafik inhibiitoriga. Vi - Vmax inhibiitori juuresolekul.

Mittekonkureeriv pärssimine täheldatud, kui inhibiitor seondub väljaspool aktiivset saiti. Mittekonkureerivate inhibiitorite hulka kuuluvad näiteks tioolimürgid.

Mittekonkureerivad inhibiitorid ei mõjuta Michaeli konstanti, kuid vähendavad ensümaatilise reaktsiooni maksimaalset kiirust (joonis 8):

Riis. 10. Ensümaatilise reaktsiooni kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist mittekonkureeriva inhibiitori juuresolekul. Nimetused nagu joonisel 9.

Võitmatu pärssimine - inhibiitor seondub ainult ensüümi-substraadi kompleksiga, kuid mitte vaba ensüümiga, muutes selle konformatsiooni, mis raskendab katalüüsi. Maksimaalne reaktsioonikiirus ja Michaeli konstant vähenevad sama palju kordi ning paralleelseid sirgeid täheldatakse graafikul kahekordsete vastastikuste koordinaatidega (joonis 11).

Riis. 11. Ensümaatilise reaktsiooni kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist mittekonkureeriva inhibiitori juuresolekul.

Segatud pärssimine tekib siis, kui inhibiitor seondub nii aktiivses kohas kui ka väljaspool seda ning EI kompleks säilitab osalise aktiivsuse võrreldes natiivse ensüümiga. Sellised inhibiitorid suurendavad Michaelis'i konstanti ja vähendavad ensümaatilise reaktsiooni maksimaalset kiirust. Kahekordse pöördkoordinaadi korral näeb olukord välja selline (joonis 12):

Joonis 12. Esitatakse ensümaatilise reaktsiooni kiiruse sõltuvust substraadi kontsentratsioonist segainhibiitori juuresolekul kahekordsetes vastastikustes koordinaatides.

Ensüümide pöörduva inhibeerimise tüübid on esitatud tabelis.

Ensüümide klassifikatsioon

Ensümoloogia kiire areng 20. sajandil tõi kaasa terava probleemi ensüümide ühtse klassifikatsiooni ja ühendamise väljatöötamisel. 1961. aastal Moskvas V rahvusvahelisel biokeemilisel kongressil kiideti heaks kaasaegne ensüümide klassifikatsioon, mis põhineb nende jaotamisel kuude klassi, sõltuvalt katalüüsitud reaktsiooni tüüp.

1) oksüdoreduktaas katalüüsivad redoksreaktsioone.

Näide: isp.

Enamikul juhtudel katalüüsivad dehüdrogenaasid pöörduvaid reaktsioone

2) Transferaasid katalüüsida erinevate aatomirühmade molekulidevahelise ülekande reaktsioone,

kus T on transporditav rühm,

AT - substraat - doonor,

B - substraat - transporditava rühma aktsepteerija.

Näide 1-aminotransferaasid, viige aminohapete alfa-aminorühm ketohapete alfa-keto-rühma kohale. ALT -skeemil - alaniinaminotransferaas.

Näide 2 - üks levinumaid translatsioonijärgse valgu modifitseerimise tüüpe (fosfoproteiinide süntees) - fosforüülimine, mida katalüüsivad fosfotransferaasid (kinaasid), mis kannavad fosfaatrühma üle adenosiini trifosfaadi (ATP) molekulilt erinevatele substraatidele.

3) Hüdrolaasid katalüüsida intramolekulaarsete sidemete lõhkumist, lisades katkisele sidemele vett:

Kus A-B on substraat

Hüdrolaaside näideteks on proteinaasid, mis katalüüsivad valkude ja peptiidide lõhustamist; esteraasid, estrisidemed, glükosidaasid, glükosiidsidemete purustamine vee lisamisega. Kõik seedeensüümid kuuluvad hüdrolaaside klassi (mõned neist: pepsiin, trüpsiin, kümotrüpsiin, amülaas, lipaas, ribonukleaas).

4) Lüasid katalüüsida rebenemist ja sünteesi sidemed C-O, C-N, C-C, samuti rühmade mittehüdrolüütilise elimineerimise pöörduvad reaktsioonid kaksiksideme moodustumisega.

5) Isomeraasid. Isomeraaside klassi kuuluvad ensüümid, mis katalüüsivad isomeeride pöörduvaid vastastikuseid muundamisi. Võtame näiteks järgmise reaktsiooni:

6) Ligaasid (süntetaasid) katalüüsida erinevate ainete sünteesi reaktsioone, kasutades ATP või teiste suure energiaga molekulide energiat. Näitena võib tuua karbamoüülfosfaadi sünteesi.

Ülaltoodud ensüümide klassifitseerimissüsteemi (CF) põhjal avaldati ensüümide loend, kus igale ensüümile määrati neljakohaline number (ensüümide nomenklatuur). Numbri esimene number näitab, et ensüüm kuulub ühte kuuest klassist. Klassides on ensüümid rühmitatud alamklassidesse ja alamklassidesse vastavalt katalüüsitud reaktsioonide omadustele, neljas number on ensüümi järjekorranumber selle alamklassis.

Näiteks happelise fosfataasi kood on 3.1.3.2; see tähendab, et see kuulub hüdrolaaside klassi (3.), nende ensüümide alamklassi, mis toimivad estrisidemetele (3.1.), ensüümide alamklassi, mis hüdrolüüsivad fosforhappe monoestreid (3.1.3.), ja ensüümi arv selles alaklassis on 2 (3.1.3.2).

PH mõju ensüümide aktiivsusele

Temperatuuri mõju ensümaatilise reaktsiooni kiirusele

ENSÜMAATILISTE REAKTSIOONIDE KINETIKA

Ensümaatilised reaktsioonid kiirenevad temperatuuri tõustes ja nende kineetika on kooskõlas Van't Hoffi reegliga. Bioloogiliste katalüsaatorite puhul, mis on valgud, kehtib see seadus ainult rangelt määratletud temperatuurivahemikus. Enamiku inimese ensüümide jaoks on optimaalne temperatuur 37-38 o C. Kui temperatuur tõuseb üle 40 o C, denatureeritakse ensüüm, millega kaasneb valgu konformatsiooni muutus.

Temperatuuri langus aeglustab molekulide liikumist, ensüümi interaktsiooni substraadiga, mis tähendab, et reaktsiooniprodukti moodustumine toimub madala kiirusega. 0 ° C juures jäävad ensüümid nõrgaks, kuid rakkude külmutamise ajal biokeemilised reaktsioonid peatuvad. Pärast sulatamist jätkuvad ensümaatilised protsessid.

Ioonid (H +) mõjutavad ensümaatilist aktiivsust mitmel viisil. Need muudavad substraadi, toote ja ensüümi ionisatsiooni astet. Eriti oluline on ensüümi aktiivse keskuse ja ensüümi-substraadi kompleksi funktsionaalrühmade ioniseerimine, mis määravad reaktsioonikiiruse.

Iga ensüümi optimaalse pH väärtuse korral on ensüümi aktiivse saidi konformatsioon substraadiga komplementaarne. Kui pH muutub optimaalsete väärtuste suhtes, muutub ensüümi konformatsioon, aktiivne keskus, komplementaarsus on häiritud ja reaktsioonikiirus väheneb.

Inhibiitorid Kas looduslikud või sünteetilised ained, mis ensüümide aktiivsust täielikult pärsivad või vähendavad. Ensüümide aktiivsete keskuste struktuuri, nende toimemehhanismide selgitamine, paljude biokeemiliste protsesside dešifreerimine, samuti ravimite ainete farmakoloogilise toime mõistmine sai võimalikuks tänu ensüümi inhibiitorite uurimisele. Need ained võivad olla erineva keemilise iseloomuga.

Nad suhtlevad ensüümiga aktiivse keskuse piirkonnas, muudavad ensüümi, aktiivse keskuse konformatsiooni ja vähendavad selle aktiivsust. Sõltuvalt inhibiitori ja ensüümi koostoime tugevusest eristatakse pöörduvaid ja pöördumatuid inhibiitoreid.

Pöörduvad inhibiitorid - seonduda ensüümiga nõrkade mittekovalentsete sidemete moodustumise kaudu. Ensüüm taastab oma loomuliku konformatsiooni ja aktiivsuse pärast inhibiitori dissotsiatsiooni. Pöörduvaid inhibiitoreid on kahte tüüpi: konkureerivad ja mittekonkureerivad.

Pöörduvad konkureerivad inhibiitorid on substraatide struktuurianaloogid. Need seonduvad ensüümi aktiivses kohas, kuid neid ei saa tooteks muundada. Pöörduvad konkureerivad inhibiitorid konkureerivad substraadiga ensüümi aktiivse saidi pärast. Substraadi kontsentratsiooni suurenemisega tõrjub see inhibiitor ensüümi aktiivsest kohast välja. Näiteks maloonhape, mis on struktuurilt väga lähedane merevaikhappele, konkureerib sellega ensüümi suktsinaatdehüdrogenaasi aktiivse saidi pärast, mis katalüüsib suktsinaadi muundumist fumaraadiks. Substraat ja inhibiitor (malonaat) interakteeruvad ensüümi katalüütilise keskuse samade positiivselt laetud rühmadega, kuna mõlemal happel on füsioloogilise pH väärtuse korral kaks negatiivselt laetud karboksüülrühma.

Pöörduvad mittekonkureerivad inhibiitorid seonduda ensüümiga mitte aktiivses keskuses, vaid mujal, põhjustades ensüümi ja selle aktiivse keskuse konformatsiooni muutuse. Seetõttu ei saa substraadi kontsentratsiooni suurendamisega kõrvaldada ensüümi pöördumatut mittekonkureerivat pärssimist. Mittekonkureeriv inhibiitor võib pöörduvalt seonduda nii vaba ensüümi kui ka ensüümi-substraadi kompleksiga.

Pöördumatud spetsiifilised inhibiitorid siduda või hävitada kovalentselt ensüümi aktiivse keskuse molekuli funktsionaalrühm, mis on vajalik selle katalüütilise aktiivsuse avaldumiseks.

Sellise pärssimise näiteks on fluorofosfaadi derivaatide toime. Diisopropüülfluorofosfaat moodustab atsetüülkoliinesteraasi ensüümi aktiivses keskuses tugeva kovalentse sideme seriini OH -rühmaga. Atsetüülkoliinesteraas on seriinhüdrolaas ja katalüüsib atsetüülkoliini lõhustumist atsetaadiks ja koliiniks. Seotud inhibiitoriga ei hüdrolüüsib atsetüülkoliinesteraas atsetüülkoliini; see blokeerib närviimpulsi juhtimise läbi rakumembraani.

Teine pöördumatu spetsiifiline inhibiitor, jodoatsetamiid, võib interakteeruda ensüümi aktiivses keskuses paikneva tsüsteiinijäägi SH-rühmadega.

Optimaalsetes tingimustes sõltub ensüümi aktiivsus:

Substraadi kogus

Toote kogused

Ensüümi kogus

Kofaktori kontsentratsioon

Aktivaatorite või inhibiitorite olemasolu