Ферменты – катализаторы и регуляторы биохимических реакций в клетке, поддерживающие постоянство внутренней среды организма.

Ферментативные биохимические реакции отличаются от химических реакций тем, что в организме необходимо изменять скорость биохимической реакции в соответствии с изменением внешних и внуиренних условий.

Изменение и регуляция скоростей биохимических реакций – условие поддержания г о м е о с та з а.

Увеличение скорости реакции происходит с участием активаторов, а снижение – ингибиторов.

Ингибирование ферментативной активности может происходить под действием различных факторов обратимо и необратимо.

Факторы ингибирования подразделяют на специфические и неспецифические. Обратимое ингибирование может быть конкурентное и неконкурентное.

.

Неспецифические факторы ингибирования оказывают свое действие на большинство белков-ферментов: к ним относят значительное отклонение температуры и величины рН от физиологической нормы, сильное электромагнитное и ультразвуковое воздействие, дегидратирующие вещества( спирты, ацетон, эфир), ионы тяжелых металлов( свинца, ртути, серебра).

Специфические факторы действуют избирательно на отдельные группы ферментов, действие обычно затрагивает активный центр, например, оксид углерода(+2) взаимодействует с ионом железа в системе гема.

Конкурентное ингибирование происходит при связывании ингибитора - структурного или пространственного аналога субстрата- с активным центром фермента. На конкурентный тип ингибирования указывает увеличение значения Км. По этому механизму действуют лекарственные препараты- антиметаболиты

Регуляция метаболических процессов опирается на возможность регуляции скоростей биохимических реакций. Следует выделить два принципиально различных принципа:

- изменение каталитической активности белка- фермента ( быстрый путь)

- изменение количества белка – фермента ( более медленный путь)

Изменение количества белка фермента осуществляется путем регуляции синтеза на уровне процесса транскрипции и трасляции.

Регуляция каталитической активности осуществляется несколькими способами:

* аллостерическая регуляция( аллостерический регулятор действует на аллостерический центр. Изменяется строение активного центра. Изменяется скорость реакции0)

* частичный протеолиз- гидролиз ( превращение неактивного профермента в активный фермент путем удаления части белковой цепи).

* фосфорилирование/дефосфорилирование фермента

Фосфорилирование осуществляют особые ферменты протеинкиназы( ПК), а дефосфорилирование – протеинфосфатазы ( ПФ).

* белок/ белковое взаимодействие.

Осуществляется двумя путями:

- ассоциация или диссоциация протомеров фермента

- активация фермента образования внутриклеточного химического сигнала( посредника циклического АМФ или инозитолтрифисфата) :

Схема активации:

А. Гормон, лекарственный препарат ->R( рецептор) -> G - белок –> АЦ(аденилатциклаза) - > цАМФ –> активная ПК (А) –>фосфорилированный фермент –> увеличение скорости реакции -> увеличение содержания метаболита( метаболический ответ)

Б. Гормон, лекарственный препарат ->R( рецептор) -> G - белок –> Фосфолипаза С - > Фосфолипид фосфатидилинозитолдифосфат (ФИДФ) –> продукты гидролиза: ИТФ(инозитолтрифосфат) и диацилглицерол(ДАГ) –> увеличение внутриклеточного кальция –> образование комплекса

Са /кальмодулин ->активация фермента -> увеличение скорости реакции -> увеличение содержания метаболита( метаболический ответ)