3. Понятие об энергии активации. Образование фермент-субстратного комплекса. Принципы количественного определения активности ферментов. Единицы активности.

Ферменты – это обширный класс белковоспецифических молекул, катализирующие многие реакции в организме, их роль очень велика. Есть ферменты простые, а есть сложные. Они состоят из белковой части (апофермент) и небелковой части – кофактора, который делится на кофермент – где связь рыхлая – витамины и простерическую группу – связь прочная - ФАД, ФМН.

Активность фермента определяется по убыли субстрата или по нарастанию продукта. Методы определения активности: оптические – основаны на изменении спектра поглощения, спектрофолометрические, колориметрические, флюрореметрические методы.

1 моль субстрата / мл жидкости крови / час сек мин МЕ в стандартных условиях при t = 25⁰С.

За единицу активности фермента принимается такое количество энергии, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в 1 минуту при 25 С. Удельная активность – число единиц ферментативной активности в расчете на 1 мг белка. Молярная активность – указывает сколько молекул субстрата превращается 1 молекулой фермента в 1 секунду.

Механизмы образования ES комплекса: 1) теория жесткой матрицы, в этом случае фермент подходит к субстрату как ключ к замку 2) теория Кошланда или индуцированного соответствия – при связывании Е с S, аллостерические участки фермента изменяют пространственную структуру субстрата, после чего они подходят друг к другу как ключ к замку.

Любая химическая реакция может идти тогда, когда большинство молекул будут обладать энергией достаточной для преодоления энергетического барьера. Энергетический барьер - это количество энергии, которое необходимо молекуле для вступления в химическую реакцию. Чтобы преодолеть Е барьер молекулы должны быть активированы либо путем нагревания, либо путем введения катализатора.

Энергия активации – это энергия, необходимая для превращения всех молекул одного моля субстрата в активное состояние при данной температуре. Фермент снижает энергию активации, увеличивает количество столкновений, делает субстраты более чувствительными к ферментам, таким образом увеличивается число реагирующих молекул путем снижения энергетического барьера.

Определение активности ферментов с диагностической целью: 1) активность ЛДГ _{1 и 2} увеличивается при инфаркте миокарда, а ЛДГ _{4 и 5} при миопатиях 2) АлАТ при гепатите, АсАТ при инфаркте миокарда 3) глюкозо6фосфатдегидрогеназа – гемолитическая анемия, дефицит по этому ферменту; окислительная ветвь не работает. Не образуется НАДФН, глутатион, нарушается целостность эритроцитов 4) креатинкиназа – инфаркт миокарда.

В роли кофактора могут выступать витамины. Например, кофактором АлАТ и АсАТ является витамин В_6. витамин В₁ –входит в состав мультиферментного комплекса, таким образом участвует в реакции окислительного декарбоксилирования ПВК и альфакетоглутарата. Витамин РР входит в состав НАД – никотинамидалениндинуклеотида, а витамин В₂ в состав ФМН – флавин6мононуклеотида.