Enzimatik reaksiyaların kinetikası. Enzimatik reaksiyaların sürətinin substratların, fermentlərin konsentrasiyasından, temperaturdan asılılığı fermentlə fermentativ reaksiyanın ardıcıllığı necədir

Enzimatik reaksiyaların sürəti sub-konsentrasiyadan asılıdır.

təbəqə. Bu asılılıq mürəkkəbdir, müəyyən fermentlər üçün parabolik əyri ilə təsvir olunur (şək. 29).

Şəkil 29 – Enzimatik reaksiyanın sürətindən asılılıq

substratın konsentrasiyası üzrə

Asılılığın parabolik xarakteri onunla izah olunur ki, ferment substratla qarşılıqlı əlaqədə olduqda ferment-substrat kompleksi əmələ gəlir. Əvvəlcə substratın konsentrasiyası artdıqca reaksiya qarışığında ferment-substrat komplekslərinin konsentrasiyası artır ki, bu da reaksiya sürətinin paralel artması ilə özünü göstərir. Substratın müəyyən bir konsentrasiyasında (doyma), reaksiya qarışığında ferment molekullarının bütün aktiv mərkəzlərinin bir növ "doyması" baş verir. Doyma konsentrasiyasında enzimatik reaksiyanın sürəti maksimum olur. Reaksiya qarışığında substrat tərkibinin daha da artması ilə dəyişmir.

Enzimatik reaksiyanın sürətinin substratın konsentrasiyasından asılılığının qrafikindən iki mühüm göstərici hesablanır:

1. Maksimum reaksiya sürəti (V maksimum). Substratın doymuş konsentrasiyasında reaksiya sürəti kimi müəyyən edilir. Maksimum sürət dəyəri fermentin katalitik gücünü əks etdirir. Daha böyük fermentlər V max daha güclü katalizatorlardır. Vahid vaxtda onlar çevrilməni kataliz edirlər daha çox substrat molekulları. Maksimum sürət fermentin çevrilmə sayı ilə ifadə edilir. Dövrün sayı zaman vahidi (s -1) üçün ferment tərəfindən çevrilən substrat molekullarının sayı ilə qiymətləndirilir. Əksər fermentlər üçün dövriyyə sayı 10 4 daxilindədir. Eyni zamanda, bunun üçün fermentlər var sürətəhəmiyyətli dərəcədə çox (karbanhidraz üçün 600 000) və ya bu dəyərdən azdır (kimotripsin üçün 100).

2. Michaelis daimi (TO m). Michaelis sabiti, reaksiya sürətinin yarı maksimum olduğu substratın konsentrasiyasıdır. Böyüklük TO m fermentin substrata yaxınlığını əks etdirir. Bu dəyər nə qədər böyükdürsə, fermentin substrata daha az yaxınlığı olur. TO m substratın molları ilə ifadə edilir. Beləliklə, dəyər TO m qlükozaya nisbətdə qlükokinaza fermenti üçün 10 mmol, heksokinaza üçün isə 0,01 mmol təşkil edir. Heksokinaza eyni substrat konsentrasiyasında qlükoza ilə müqayisədə qlükozaya daha çox yaxınlıq nümayiş etdirir, qlükozanın fosforlaşmasını daha yüksək sürətlə kataliz edir.

əsasında riyazi analiz enzimatik reaksiyanın sürətinin substratın konsentrasiyasından asılılığının əyrisi, L. Michaelis və M. Menten (1913) reaksiya sürəti, maksimum sürət və Michaelis sabiti arasındakı əlaqəni qiymətləndirməyə imkan verən bir düstur əldə etdilər. . Hal-hazırda Michaelis-Menten tənliyi kimi müəyyən edilir.

V o = V maksimum [ S]/K m + [ S],

Harada V o - reaksiya sürəti, S- substratın konsentrasiyası.

Fermentlərin ümumi xassələri

Struktur, funksiya və hüceyrədaxili lokalizasiyada müəyyən fərqlərin olmasına baxmayaraq, fermentlər bir sıra ümumi xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur. Bunlara katalitik fəaliyyətinin təzahürünün temperaturdan (termik labillik) və ətraf mühitin pH-dan asılılığı, həmçinin substratın spesifikliyi daxildir.

Fermentlərin xarakterik bir xüsusiyyəti istilik qabiliyyəti. Bu hadisəni reaksiya qarışığının temperaturuna qarşı fermentativ reaksiyanın sürətinin qrafiki ilə göstərmək olar (şək. 30).

Şəkil 30 – Fermentativ reaksiyanın sürətinin temperaturdan asılılığı

reaksiya mühiti ( t opt - optimal temperatur; V- sürət reaksiyası)

Təqdim olunan qrafikdən göründüyü kimi, 4 o C-yə yaxın bir temperaturda fermentativ reaksiyalar praktiki olaraq baş vermir. Bu səbəbdən biokimyəvi tədqiqatlar aparılmazdan əvvəl bioloji obyektlər müəyyən müddət soyuqda saxlanıla bilər. Qida məhsullarının avtolizdən (özünü həzm etmə) qorunmasına imkan verən soyuqdur.

Temperaturun artması fermentativ reaksiyanın sürətinin artması ilə müşayiət olunur. Bunun səbəbi substrat və ferment molekullarının kinetik enerjisinin artmasıdır ki, bu da onların arasında qarşılıqlı təsir sürətini artırır. Bənzər bir hadisə fermentin optimal temperaturuna uyğun gələn temperatura qədər müşahidə olunur. Fermentin optimal temperaturu enzimatik reaksiyanın sürətinin maksimum olduğu temperatura uyğundur. İsti qanlı heyvanların fermentləri üçün adətən 28 o C və ya 37 o C olur.

Reaksiya qarışığının temperaturunun daha da artması fermentativ reaksiyanın sürətinin tədricən azalmasına səbəb olur. Bu fenomen zülal polipeptid zəncirinin termal denatürasiyası prosesi ilə əlaqədardır. Denatürasiya fermentin aktiv mərkəzinin strukturunun dəyişməsi ilə müşayiət olunur ki, bu da fermentin substrata yaxınlığının azalması ilə nəticələnir. 55 o C-dən yuxarı temperaturda fermentlərin əksəriyyəti katalitik xüsusiyyətlərini tamamilə itirir (aktivləşir). Bu baxımdan, 55-56 o C-yə qədər qızdırma pasterizə proseduru üçün geniş istifadə olunur ki, bu da qida məhsullarının (süd və s.) saxlama müddətini artırır.

Ətraf mühitin pH-ı fermentativ reaksiyanın sürətinə böyük təsir göstərir. Göstərilən şəkildən göründüyü kimi. 31 qrafiki, formasına görə fermentativ reaksiyanın sürətinin temperaturdan asılılığının qrafikinə bənzəyir.

Şəkil 31 – Sürətdən asılılıq ( V) fermentativ reaksiya

ətraf mühitin pH-ı üzrə (pH opt - fermentin pH optimalı)

Həddindən artıq pH dəyərlərində fermentativ reaksiya sürətinin kəskin azalması, turşuların və qələvilərin təsiri altında bir protein molekulunun polipeptid zəncirinin denatürasiyası fenomeni ilə əlaqələndirilir. Ferment terminlə müəyyən edilən pH dəyərində maksimum katalitik güc nümayiş etdirir pH optimaldır ferment. Ən çox tanınan fermentlər 5.0 ilə 7.5 arasında optimal pH-a malikdir. Eyni zamanda, pH optimal dəyərinin turşu və ya qələvi pH dəyərləri bölgəsinə köçürüldüyü bir çox ferment nümunəsi var. Bu fermentlərə aşağıdakılar daxildir:

Enzimatik reaksiyaların sürətinin pH-dan asılılığının mövcudluğunun səbəbi, mühitin pH dəyərinin substratın funksional qruplarının ionlaşma dərəcəsinə açıq şəkildə təsir göstərməsidir. Ətraf mühitin müxtəlif turşuluğunda (pH) süksin turşusu molekulunun ionlaşmasının xüsusiyyətləri:

Eyni zamanda, ətraf mühitin pH-ı fermentin aktiv mərkəzini təşkil edən amin turşusu radikallarının ionlaşma dərəcəsinə də təsir göstərir:

Əgər elektrostatik qarşılıqlı təsirlər hesabına ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsi sabitləşirsə, onda fermentativ reaksiyanın gedişi üçün optimal şəraitin təmin edilməsində pH-ın rolu aydın olur (şək. 24).

Substratlarla qarşılıqlı təsirində elektrostatik qarşılıqlı təsirlər əhəmiyyətli olmayan fermentlərin kataliz etdiyi reaksiyaların sürəti daha az dərəcədə mühitin pH-dan asılıdır. Şəkildə. Şəkil 32, zülalların hidroliz sürətinin papain tərəfindən asılılığını göstərir. Bu fermentin substratla qarşılıqlı təsirində hidrofobik qarşılıqlı təsirlər əsas əhəmiyyət kəsb edir. Təqdim olunan qrafikdən göründüyü kimi, papain ümumiyyətlə dəqiq müəyyən edilmiş pH optimalına malik deyil.

Şəkil 32 - pH-nin papain tərəfindən protein hidrolizinin sürətinə təsiri.

Fermentlərin müəyyən bir xüsusiyyəti var spesifiklik substratlar haqqında. Spesifiklik fermentlərin bir və ya bir qrup struktur oxşar substratın çevrilməsini kataliz etmək qabiliyyətinə aiddir. Ferment spesifikliyinin bir neçə növü var.

· Mütləq spesifiklik. Bu, bir fermentin yalnız bir substratın çevrilməsini kataliz etmək qabiliyyətinə aiddir. Mütləq spesifikliyə malik fermentlərə arginaza, urikaz məhdudlaşdırıcı fermentlər və s.

· Nisbi spesifiklik. Bu, fermentin strukturca oxşar substratlar qrupunun çevrilməsini kataliz etmək qabiliyyəti deməkdir (proteolitik fermentlər müxtəlif zülalları, lipazları hidroliz edir. efirlər qliserin və yüksək yağ turşuları, heksokinaza müxtəlif monosaxaridləri fosforilləşdirir). Bu halda spesifiklik fermentin yalnız müəyyən növ əlaqəyə təsir etməsi ilə müəyyən edilir (proteolitik fermentlər peptid rabitəsini hidroliz edir, lipaz efir rabitəsini hidroliz edir və s.).

· Stereospesifiklik . Bu termin bir fermentin substratın bir stereoizomerinin çevrilməsini kataliz etmək qabiliyyətinə aiddir. Beləliklə, monosaxaridlərin çevrilməsində iştirak edən fermentlər özlərinə görə spesifiklik nümayiş etdirirlər D-stereoizomerlər və amin turşularının çevrilməsində iştirak edən fermentlər - onların L-stereoizomerlər.

Ferment fəaliyyəti

Fermentlərin katalizator kimi özəlliyi ondan ibarətdir ki, onlar müxtəlif xarici amillərin təsiri altında katalitik xassələrini dəyişmək qabiliyyətinə malikdirlər. Fermentlərin katalitik təsirinin gücünün ölçüsü onlarındır fəaliyyət. Fermentlərin müxtəlif şəraitdə öz fəaliyyətlərini dəyişmək qabiliyyəti böyük bioloji məna kəsb edir. Bu xüsusiyyət canlı hüceyrəyə metabolik proseslərin vəziyyətini müxtəlif xarici amillərin təsiri altında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilən hüceyrələrin bilavasitə ehtiyaclarına uyğunlaşdırmağa imkan verir.

Onların xarakteristikasında fermentlərin aktivliyinin təyini mühüm rol oynayır. Fermentlərin aktivliyini ölçmək üçün bəzi ümumi prinsiplər var. Fermentin aktivliyi aşağıdakı kimi müəyyən edilə bilər:

· ya reaksiya məhsulunun fermentinin yerləşdiyi reaksiya qarışığında toplanma sürəti ilə;

· ya da reaksiya qarışığından fermentativ reaksiyanın substratının yox olma sürəti ilə.

Bu yanaşmaların hər ikisi ekvivalentdir və praktikada istifadə edilə bilər. Lakin fermentin aktivliyini təyin edərkən aşağıdakı şərtlərə əməl edilməlidir: ferment aktivliyinin təyin olunduğu reaksiya qarışığında,

· temperatur fermentin optimal temperaturuna uyğun olmalıdır;

· mühitin pH-ı bu fermentin pH optimalına uyğun olmalıdır;

· substratın konsentrasiyası doyma səviyyəsindən az olmamalıdır;

· kofaktorlar, əgər bu ferment varsa, mövcud olmalıdır;

Ferment aktivatorları mövcud olmalıdır.

Beləliklə, optimal şəraitdə fermentin fəaliyyəti müəyyən edilir. Bu şərtlərdə fermentin fəaliyyəti sınaq nümunəsindəki məzmununa mütənasibdir və buna görə də dolayı yolla onun konsentrasiyasını qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər.

Fermentin aktivliyi kəmiyyət olaraq ifadə olunur fəaliyyət vahidləri. Ferment aktivliyinin bir vahidi (U) onun təsiri altında dəqiqədə 1 µmol reaksiya məhsulunun əmələ gəldiyi (və ya 1 µmol substratın yox olduğu) ferment aktivliyidir.. SI sistemində fermentativ aktivliyin vahidi kataldır (kat). 1 katal saniyədə bir mol reaksiya məhsulunun əmələ gəldiyi (bir mol substratın yox olduğu) ferment aktivliyinə uyğundur.

Xüsusi aktivlik dəyəri fermentləri xarakterizə etmək üçün də istifadə olunur. Bu vahid kütlə vahidinə görə fermentin fəaliyyətini əks etdirir və µmol/dəq mq proteinlə ifadə edilir. Ferment preparatlarının saflığını qiymətləndirmək üçün xüsusi fəaliyyət vahidləri istifadə olunur. Xüsusi aktivlik dəyəri nə qədər yüksək olarsa, ferment preparatı bir o qədər təmiz olar.

Fermentlərin kinetikası müxtəlif amillərin (S və E konsentrasiyası, pH, temperatur, təzyiq, inhibitorlar və aktivatorlar) fermentativ reaksiyaların sürətinə təsirini öyrənir. Enzimatik reaksiyaların kinetikasının öyrənilməsinin əsas məqsədi fermentlərin təsir mexanizmini daha dərindən anlamağa imkan verən məlumat əldə etməkdir.

Kinetik əyri ilkin reaksiya sürətini müəyyən etməyə imkan verir V 0 .

Substratın doyma əyrisi.

Reaksiya sürətinin ferment konsentrasiyasından asılılığı.

Reaksiya sürətinin temperaturdan asılılığı.

Reaksiya sürətinin pH-dan asılılığı.

Əksər fermentlərin fəaliyyəti üçün optimal pH 6.0-8.0 fizioloji diapazondadır. Pepsin pH 1,5-2,0-da aktivdir, bu da mədə şirəsinin turşuluğuna uyğundur. Qaraciyərə xas bir ferment olan arginaza 10.0-da aktivdir. PH-nin fermentativ reaksiyanın sürətinə təsiri ferment və substrat molekullarında ionogen qrupların ionlaşma vəziyyəti və dərəcəsi ilə əlaqələndirilir. Bu amil zülalın konformasiyasını, aktiv mərkəzin və substratın vəziyyətini, ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsini və kataliz prosesinin özünü müəyyən edir.

Substratın doyma əyrisinin riyazi təsviri, Michaelis sabiti .

Substratın doyma əyrisini təsvir edən tənlik Michaelis və Menton tərəfindən təklif edilmişdir və onların adlarını daşıyır (Michaelis-Menten tənliyi): V = (V MAX *[ S])/(Km+[ S]) , burada Km Michaelis sabitidir. Hesablamaq asandır ki, V = V MAX /2 Km = [S] nöqtəsində, yəni. Km, reaksiya sürətinin ½ V MAX olduğu substrat konsentrasiyasıdır. V MAX və Km-in təyinini sadələşdirmək üçün Michaelis-Menten tənliyini yenidən hesablamaq olar. 1/V = (Km+[S])/(V MAX *[S]), 1/V = Km/(V MAX *[S]) + 1/V MAX ,

1/ V = Km/ V MAX *1/[ S] + 1/ V MAX Lineweaver-Burk tənliyi. Lineweaver-Burk süjetini təsvir edən tənlik düz xəttin tənliyidir (y = mx + c), burada 1/V MAX düz xəttin y oxundakı kəsişməsidir; Km/V MAX - düz xəttin meyl bucağının tangensi; düz xəttin absis oxu ilə kəsişməsi 1/Km qiymətini verir. Lineweaver-Burk süjeti nisbətən az sayda nöqtədən Km təyin etməyə imkan verir. Aşağıda müzakirə ediləcəyi kimi, bu qrafikdən inhibitorların təsirini qiymətləndirərkən də istifadə olunur. Km dəyəri geniş şəkildə dəyişir: çox aktiv fermentlər üçün 10 -6 mol/l, aşağı aktiv fermentlər üçün 10 -2.

Km təxminlərinin praktiki əhəmiyyəti var. Km-dən 100 dəfə çox olan substrat konsentrasiyalarında ferment maksimuma yaxın sürətlə işləyəcək, beləliklə, maksimum sürət V MAX mövcud aktiv fermentin miqdarını əks etdirəcək. Bu vəziyyət preparatdakı fermentin tərkibini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Bundan əlavə, Km enzimopatiyaların diaqnostikası üçün istifadə olunan fermentin xarakterik xüsusiyyətidir.

Ferment fəaliyyətinin inhibəsi.

Fermentlərin son dərəcə xarakterik və mühüm xüsusiyyəti onların müəyyən inhibitorların təsiri altında inaktivasiyasıdır.

İnhibitorlar - bunlar fermentlərin kataliz etdiyi reaksiyaların qismən və ya tam inhibə edilməsinə səbəb olan maddələrdir.

Enzimatik fəaliyyətin inhibəsi geri dönməz və ya geri dönən, rəqabətli və ya qeyri-rəqabətli ola bilər.

Geri dönməz inhibe - bu, fermentin konformasiyasını dəyişdirən aktiv yerdə və ya başqa bir xüsusi mərkəzdə inhibitor molekulunun kovalent bağlanması nəticəsində fermentin davamlı inaktivasiyasıdır. Sərbəst fermentin bərpası ilə belə sabit komplekslərin dissosiasiyası praktiki olaraq istisna edilir. Bu cür inhibənin nəticələrini aradan qaldırmaq üçün bədən yeni ferment molekullarını sintez etməlidir.

Geri dönən inhibe - kovalent olmayan bağlar hesabına inhibitorun fermentlə tarazlıq kompleksi ilə xarakterizə olunur, bunun nəticəsində belə komplekslər ferment fəaliyyətinin bərpası ilə dissosiasiyaya qadirdir.

İnhibitorların rəqabət qabiliyyətli və qeyri-rəqabətli olaraq təsnifatı onların zəiflədilməməsinə əsaslanır ( rəqabət inhibisyonu ) və ya zəifləməmiş ( rəqabətsiz inhibə ) substrat konsentrasiyası artdıqda onların inhibitor təsiri.

Rəqabətli inhibitorlar - bunlar, bir qayda olaraq, strukturu substratın quruluşuna bənzəyən birləşmələrdir. Bu, onlara substratlarla eyni aktiv yerdə bağlanmağa imkan verir, fermentin artıq bağlanma mərhələsində olan substratla qarşılıqlı əlaqəsinə mane olur. Bağlandıqdan sonra inhibitor bir məhsula çevrilə bilər və ya dissosiasiya baş verənə qədər aktiv yerdə qala bilər.

Geri dönən rəqabət inhibisyonu diaqram şəklində təqdim edilə bilər:

E↔ E-I → E + P 1

S (qeyri-aktiv)

Fermentin inhibə dərəcəsi substrat və ferment konsentrasiyalarının nisbəti ilə müəyyən edilir.

Bu növ inhibənin klassik nümunəsi süksinatı substrat yerindən sıxışdıran və onun fumarata çevrilməsinin qarşısını alan malat tərəfindən suksinat dehidrogenazın (SDH) fəaliyyətinin inhibə edilməsidir:

İnhibitorun aktiv sahəyə kovalent bağlanması fermentin inaktivasiyası ilə nəticələnir (dönməz inhibə). Misal geri dönməz rəqabət inhibisyonu triosefosfat izomerazanın 3-xloroasetil fosfatla inaktivasiyası kimi xidmət edə bilər. Bu inhibitor substratın, dihidroksiaseton fosfatın struktur analoqudur və aktiv sahədəki qlutamik turşu qalığına dönməz şəkildə bağlanır:

Bəzi inhibitorlar daha az seçici fəaliyyət göstərir, müxtəlif fermentlərin aktiv yerində müəyyən bir funksional qrupla qarşılıqlı əlaqə qurur. Beləliklə, yodoasetatın və ya onun amidinin fermentin aktiv mərkəzində yerləşən və katalizdə iştirak edən amin turşusu sisteinin SH qrupuna bağlanması ferment aktivliyinin tam itirilməsinə səbəb olur:

R-SH + JCH 2 COOH → HJ + R-S-CH 2 COOH

Buna görə də, bu inhibitorlar katalizdə iştirak edən SH qrupları olan bütün fermentləri təsirsiz hala gətirirlər.

Sinir qazlarının (zarin, soman) təsiri altında hidrolazaların dönməz inhibəsi onların aktiv mərkəzdəki serin qalığına kovalent bağlanması ilə əlaqədardır.

Rəqabətli inhibə üsulu tibbi praktikada geniş tətbiq tapmışdır. Sulfonamid preparatları, p-aminobenzoy turşusu antaqonistləri, metabolizə olunan rəqabət inhibitorlarına misal ola bilər. Onlar bakteriya inkişafı üçün lazım olan p-aminobenzoatı fol turşusuna çevirən bakteriya fermenti olan dihidropterat sintetaza bağlanır. Bağlanan sulfanilamidin başqa birləşməyə çevrilməsi və fol turşusunun əmələ gəlməməsi nəticəsində bakteriya ölür.

Rəqabətli olmayan inhibitorlar adətən substratın bağlanma yerindən fərqli yerdə ferment molekuluna bağlanır və substrat inhibitorla birbaşa rəqabət aparmır. İnhibitor və substrat müxtəlif mərkəzlərə bağlandığından həm E-I kompleksinin, həm də S-E-I kompleksinin əmələ gəlməsi mümkündür. S-E-I kompleksi də məhsul yaratmaq üçün parçalanır, lakin E-S-dən daha yavaş sürətlə, buna görə də reaksiya yavaşlayacaq, lakin dayanmayacaq. Beləliklə, aşağıdakı paralel reaksiyalar baş verə bilər:

E↔ E-I ↔ S-E-I → E-I + P

Geri dönən rəqabətsiz inhibə nisbətən nadirdir.

Qeyri-rəqabətli inhibitorlar deyilir allosterik rəqabətli olanlardan fərqli olaraq ( izosterik ).

Geri dönən inhibe Michaelis-Menten tənliyindən istifadə edərək kəmiyyətcə öyrənilə bilər.

Rəqabətli inhibə ilə V MAX sabit qalır və Km artır.

Rəqabətsiz inhibə ilə V MAX azalır, Km isə dəyişməz qalır.

Əgər reaksiya məhsulu onun əmələ gəlməsini kataliz edən fermenti maneə törədirsə, bu inhibə üsulu adlanır retroinhibisyon və ya əks əlaqənin qarşısının alınması . Məsələn, qlükoza qlükoza-6-fosfatın hidrolizini kataliz edən qlükoza-6-fosfatazanı inhibə edir.

Bu inhibənin bioloji əhəmiyyəti müəyyən metabolik yolların tənzimlənməsindən ibarətdir (növbəti dərsə baxın).

PRAKTİKİ HİSSƏ

Tələbələr üçün tapşırıq

1. Mineral və üzvi turşuların məhlullarının təsiri altında və qızdırma zamanı zülalların denaturasiyasını öyrənmək.

2. Mayada NAD koenzimini aşkar edin.

3. Sidikdə amilaza aktivliyini təyin edin (qan serumu).

9. PROBLEMLƏRƏ CAVAB ÜÇÜN STANDARTLAR, sinifdə biliyə nəzarət etmək üçün istifadə olunan test sualları (əlavə kimi istifadə edilə bilər)

10. MÖVZU ÜZRƏ MÜMKÜN TƏDRİF VƏ TƏDQİQAT İŞLƏRİNİN XÜSUSİYYƏTLƏRİ VƏ ƏMƏKƏSİ

(Xüsusi olaraq UIRS-in xarakterini və formasını göstərin: mücərrəd təqdimatların hazırlanması, müstəqil tədqiqatların aparılması, simulyasiya oyunları, monoqrafik ədəbiyyatdan və digər formalardan istifadə edərək xəstəlik tarixinin hazırlanması)

Enzim kinetikası fermentlərin substratla qarşılıqlı təsirinin müxtəlif şərtlərindən (konsentrasiya, temperatur, pH və s.) asılı olaraq onların kataliz etdiyi reaksiyaların sürətini öyrənir.

Lakin fermentlər müxtəlif xarici təsirlərin təsirinə həssas olan zülallardır. Buna görə də fermentativ reaksiyaların sürətini öyrənərkən əsasən reaksiya verən maddələrin konsentrasiyalarını nəzərə alır və temperaturun, ətraf mühitin pH-sının, aktivatorların, inhibitorların və digər amillərin təsirini minimuma endirməyə və standart şərait yaratmağa çalışırlar. Birincisi, bu, müəyyən bir ferment üçün optimal olan mühitin pH dəyəridir. İkincisi, mümkün olduqda 25 ° C temperaturda saxlamaq tövsiyə olunur. Üçüncüsü, fermentin substratla tam doymasına nail olunur. Bu məqam xüsusilə vacibdir, çünki aşağı substrat konsentrasiyalarında bütün ferment molekulları reaksiyada iştirak etmir (Şəkil 6.5, A), bu o deməkdir ki, nəticə mümkün olan maksimumdan uzaq olacaq. Katalizləşdirilmiş reaksiyanın ən böyük gücü, digər şeylər bərabər olduqda, hər bir ferment molekulu çevrilmədə iştirak edərsə əldə edilir, yəni. ferment-substrat kompleksinin yüksək konsentrasiyalarında (Şəkil 6.5, V). Substratın konsentrasiyası fermentin tam doymasını təmin etmirsə (Şəkil 6.5, b), onda reaksiyanın sürəti maksimum qiymətə çatmır.

düyü. 65.

A - substratın aşağı konsentrasiyasında; 6 - substratın qeyri-kafi konsentrasiyası ilə; V - ferment substratla tam doyduqda

Yuxarıda göstərilən şərtlərdə və fermentin substratla tam doymasında ölçülən enzimatik reaksiyanın sürəti adlanır. enzimatik reaksiyanın maksimal sürəti (V).

Ferment substratla tam doymadıqda təyin olunan enzimatik reaksiyanın sürəti qeyd olunur. v.

Ferment katalizi aşağıdakı diaqramla sadələşdirilə bilər:

burada F bir fermentdir; S - substrat; FS - ferment-substrat kompleksi.

Bu prosesin hər bir mərhələsi müəyyən sürət ilə xarakterizə olunur. Enzimatik reaksiyanın sürətinin ölçü vahidi zaman vahidinə çevrilən substratın mol sayıdır.(normal reaksiyanın sürəti ilə eynidir).

Fermentin substratla qarşılıqlı təsiri ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsinə səbəb olur, lakin bu proses geri çevrilir. İrəli və əks reaksiyaların sürətləri reaktivlərin konsentrasiyalarından asılıdır və müvafiq tənliklərlə təsvir olunur:

Tarazlıq vəziyyətində (6.3) tənliyi etibarlıdır, çünki irəli və tərs reaksiyaların sürətləri bərabərdir.

İrəli (6.1) və tərs (6.2) reaksiyaların sürət dəyərlərini (6.3) tənliyinə əvəz edərək bərabərliyi əldə edirik:

Tarazlıq vəziyyəti müvafiq ilə xarakterizə olunur tarazlıq sabiti K p, irəli və tərs reaksiyaların sabitlərinin nisbətinə bərabərdir (6.5). Tarazlıq sabitinin əksi deyilir substrat sabiti Ks, və ya ferment-substrat kompleksinin dissosiasiya sabiti:

(6.6) tənliyindən aydın olur ki, substrat sabiti ferment-substrat kompleksinin yüksək konsentrasiyalarında azalır, yəni. böyük sabitliklə. Nəticə etibarilə, substrat sabiti ferment və substratın yaxınlığını və ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsi və dissosiasiyası üçün sürət sabitlərinin nisbətini xarakterizə edir.

Fermentin substratla doyma fenomeni Leonor Michaelis və Maud Mepten tərəfindən tədqiq edilmişdir. Nəticələrin riyazi emalı əsasında onlar öz adlarını almış (6.7) tənliyini əldə etmişlər ki, buradan aydın olur ki, substratın yüksək konsentrasiyasında və substrat sabitinin aşağı qiymətində fermentativ reaksiyanın sürəti maksimuma meyl edir. . Bununla belə, bu tənlik məhduddur, çünki bütün parametrləri nəzərə almır:

Reaksiya zamanı ferment-substrat kompleksi müxtəlif istiqamətlərdə çevrilə bilər:

• ana maddələrə parçalanma;
• fermentin dəyişmədən ayrıldığı məhsula çevrilir.

Buna görə də, fermentativ prosesin ümumi hərəkətini təsvir etmək üçün konsepsiya Michaelis sabitləri Kt, fermentativ katalizin hər üç reaksiyasının sürət sabitləri arasında əlaqəni ifadə edən (6.8). Hər iki şərt ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsi üçün reaksiya sürəti sabitinə bölünsə, (6.9) ifadəsini alırıq:

(6.9) tənliyindən mühüm nəticə çıxır: Michaelis sabiti həmişə substrat sabitindən miqdarına görə böyükdür. k 2 /k v

Rəqəmsal olaraq K t reaksiya sürətinin maksimum mümkün sürətin yarısı olduğu və Şəkil 1-də olduğu kimi fermentin substratla doymasına uyğun gələn substratın konsentrasiyasına bərabərdir. 6.5, b. Praktikada fermentin substratla tam doymasına nail olmaq həmişə mümkün olmadığından, K tüçün istifadə olunur müqayisəli xüsusiyyətlər fermentlərin kinetik xüsusiyyətləri.

Ferment substratla tam doymadıqda enzimatik reaksiyanın sürəti (6.10) ferment-substrat kompleksinin konsentrasiyasından asılıdır. Mütənasiblik əmsalı ferment və məhsulun sərbəst buraxılması üçün reaksiya sabitidir, çünki bu, ferment-substrat kompleksinin konsentrasiyasını dəyişir:

Transformasiyalardan sonra yuxarıdakı asılılıqları nəzərə alaraq, ferment substratla tam doymadıqda enzimatik reaksiyanın sürəti (6.11) tənliyi ilə təsvir edilir, yəni. fermentin, substratın konsentrasiyasından və onların yaxınlığından asılıdır K s:

Enzimatik reaksiyanın sürətinin substratın konsentrasiyasından qrafik asılılığı xətti deyil. Şəkildən göründüyü kimi. 6.6, artan substrat konsentrasiyası ilə ferment aktivliyinin artması müşahidə olunur. Bununla belə, fermentin substratla maksimum doymasına nail olduqda, fermentativ reaksiyanın sürəti maksimum olur. Buna görə də reaksiyanın sürətini məhdudlaşdıran amil ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsidir.

Təcrübə göstərdi ki, substrat konsentrasiyası, bir qayda olaraq, birlikdən (10 6 -10 3 mol) çox az olan dəyərlərlə ifadə edilir. Hesablamalarda belə miqdarlarla işləmək olduqca çətindir. Buna görə də Q.Laynviver və D.Börk fermentativ reaksiya sürətinin qrafik asılılığını birbaşa koordinatlarda deyil, tərs koordinatlarda ifadə etməyi təklif etdilər. Onlar bərabər kəmiyyətlər üçün onların tərslərinin də bərabər olduğu fərziyyəsindən çıxış etdilər:

düyü. 6.6.

(6.13) ifadəsini çevirdikdən sonra adlı ifadəni alırıq Lineweaver-Burk tənliyi (6.14):

Lineweaver-Burk tənliyinin qrafik asılılığı xəttidir (şək. 6.7). Fermentin kinetik xüsusiyyətləri aşağıdakı kimi müəyyən edilir:

• ordinat oxunda kəsilmiş seqment bərabərdir 1/V;
• absis oxunda kəsilmiş seqment -1-ə bərabərdir /T.

düyü. 6.7.

Hesab edilir ki, Lineweaver-Burk metodu birbaşa koordinatlara nisbətən maksimum reaksiya sürətini daha dəqiq müəyyən etməyə imkan verir. Bu qrafikdən fermentin inhibəsi ilə bağlı dəyərli məlumatlar da əldə edilə bilər.

Michaelis-Menten tənliyini çevirməyin başqa yolları da var. Qrafik asılılıqlar müxtəlif xarici təsirlərin fermentativ prosesə təsirini öyrənmək üçün istifadə olunur.

Enzimologiyanın bu sahəsi fermentativ reaksiyanın sürətinə müxtəlif amillərin təsirini öyrənir. nəzərə alaraq ümumi tənlik bir substratı bir məhsula çevirən geri çevrilən reaksiyanın fermentativ katalizi (1),

Enzimatik reaksiyanın sürətinə təsir edən əsas amilləri adlandırmaq lazımdır: substrat konsentrasiyası [S], ferment konsentrasiyası [E] və reaksiya məhsulunun konsentrasiyası [P].

Bəzi fermentlərin onların substratı ilə qarşılıqlı təsirini fermentativ reaksiya V sürətinin substratın konsentrasiyasından [S] asılılığının hiperbolik əyrisi ilə təsvir etmək olar (şək. 19):

Şəkil 19. Enzimatik reaksiyanın sürətinin substratın konsentrasiyasından asılılığı.

Bu əyridə fermentin substratla qarşılıqlı təsir mexanizminin müddəaları ilə izah oluna bilən üç bölməni ayırd etmək olar: OA - V-nin [S]-dən birbaşa mütənasib asılılığının bölməsi, fermentin aktiv mərkəzləri. qeyri-sabit kompleks ES meydana gəlməsi ilə tədricən substrat molekulları ilə doldurulur; bölmə AB - [S]-dən V-nin əyri xətti asılılığı, fermentin aktiv mərkəzlərinin substrat molekulları ilə tam doymasına hələ nail olunmayıb. ES kompleksi keçid vəziyyətinə çatmazdan əvvəl qeyri-sabitdir E və S-ə əks dissosiasiya ehtimalı hələ də yüksəkdir; BC bölməsi - asılılıq sıfır dərəcəli tənliklə təsvir edilir, kəsik [S] oxuna paraleldir, aktiv fermentlərin substrat molekulları ilə tam doymasına nail olunub, V=V maks.

Əyrinin xarakterik forması riyazi olaraq Briggs-Haldane tənliyi ilə təsvir edilir:

V=V maks ● [S]/ Km + [S] (2),

burada Km Michaelis-Menten sabitidir, ədədi olaraq fermentativ reaksiyanın sürətinin yarım V max-a bərabər olduğu substrat konsentrasiyasına bərabərdir.

Fermentin K m-i nə qədər aşağı olarsa, fermentin substrata yaxınlığı bir o qədər yüksək olarsa, substrat üçün keçid vəziyyətinə bir o qədər tez çatır və o, reaksiya məhsuluna çevrilir. Qrup spesifikliyi ilə hər bir ferment substratı üçün Km dəyərlərini tapmaq müəyyən etmək üçün vacibdir bioloji rolu hüceyrədə olan bu ferment.

Əksər fermentlər üçün hiperbolik əyri qurmaq qeyri-mümkündür (şəkil 19). 1/[V]-nin 1/[S]-dən qrafik asılılığı çəkilir (şək. 20). Təsiri öyrənərkən eksperimentdə belə əyrilərin qurulması üsulu çox əlverişlidir müxtəlif növlər ferment fəaliyyətinin inhibitorları (aşağıdakı mətnə ​​baxın).

Şəkil 20. 1/[V] və 1/[S] qrafiki (Lineweaver-Burk metodu),

burada y kəsmə bölməsidir - , və x kəsmə bölməsidir - , α - bucağının tangensi.

Enzimatik reaksiyanın sürətinin V fermentin konsentrasiyasından asılılığı [E].

Bu qrafik asılılıq (şəkil 21) optimal temperaturda və pH-da nəzərə alınır mühit, substrat konsentrasiyalarında fermentin aktiv sahələrinin doyma konsentrasiyasından əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir.

düyü. 21. Fermentlərin konsentrasiyasının fermentativ reaksiya sürətinə təsiri.

Enzimatik reaksiyanın sürətinin kofaktorun və ya koenzimin konsentrasiyasından asılılığı. Mürəkkəb fermentlər üçün nəzərə alınmalıdır ki, hipovitaminoz zamanı vitaminlərin koenzim formalarının çatışmazlığı və bədənə metal ionlarının qəbulunun pozulması mütləq kurs üçün lazım olan müvafiq fermentlərin konsentrasiyasının azalmasına səbəb olur. metabolik proseslərdən. Buna görə də belə nəticəyə gəlmək lazımdır ki, fermentin fəaliyyəti bilavasitə kofaktorun və ya koenzimin konsentrasiyasından asılıdır.

Məhsulun konsentrasiyasının fermentativ reaksiya sürətinə təsiri.İnsan bədənində baş verən geri dönən reaksiyalar üçün, birbaşa reaksiyanın məhsullarının ferment tərəfindən əks reaksiya üçün substrat kimi istifadə edilə biləcəyini nəzərə almaq lazımdır. Buna görə axının istiqaməti və Vmax-a çatma anı ilkin substratların və reaksiya məhsullarının konsentrasiyalarının nisbətindən asılıdır. Məsələn, transformasiyanı kataliz edən alanin aminotransferazanın fəaliyyəti:

Alanin + Alfa-ketoglutarat ↔ Piruvat + Qlutamat

hüceyrədə konsentrasiya nisbətindən asılıdır:

[alanin + alfa-ketoglutarat] / [piruvat + glutamat].

fermentlərin təsir mexanizmi. FERMENTLƏRİN KATALİZİ NƏZƏRİYYƏLƏRİ

Zülal olmayan katalizatorlar kimi fermentlər sürəti artırır kimyəvi reaksiya bu reaksiyanın aktivləşmə enerjisini azaltmaq qabiliyyətinə görə. Enzimatik reaksiyanın aktivləşmə enerjisi keçid vəziyyətinə çatmış davam edən reaksiya sistemindəki enerji dəyəri ilə reaksiyanın başlanğıcında müəyyən edilmiş enerji arasındakı fərq kimi hesablanır (şəkil 22-də qrafik asılılığa bax).

düyü. 22. Fermentsiz (1) və fermentin iştirakı ilə (2) kimyəvi reaksiyanın enerji vəziyyətinin reaksiya müddətindən qrafik asılılığı.

V.Henrinin və xüsusən də L.Mixalisin, M.Mentenin monosubstratların geri dönən enzimatik reaksiyalarının mexanizminin tədqiqi ilə bağlı işi belə bir postulat verməyə imkan verdi ki, E fermenti əvvəlcə öz substratı S ilə birləşərək bir ferment- reversiv və nisbətən tez birləşir. substrat kompleksi (ES):

E+S<=>ES (1)

ES-in əmələ gəlməsi hidrogen bağları, elektrostatik, hidrofobik qarşılıqlı təsirlər, bəzi hallarda aktiv mərkəzin amin turşusu qalıqlarının yan radikalları ilə substratın funksional qrupları arasında kovalent, koordinasiya əlaqələri hesabına baş verir. Mürəkkəb fermentlərdə substratla təmas funksiyasını strukturun zülal olmayan hissəsi də yerinə yetirə bilər.

Daha sonra ferment-substrat kompleksi ikinci, daha yavaş, geri dönən reaksiyada parçalanır və reaksiya məhsulu P və sərbəst E fermenti əmələ gəlir:

ES<=>EP<=>E+P (2)

Hal-hazırda yuxarıda qeyd olunan alimlərin, eləcə də Keylin D., Chance B., Koshland D. (“induksiya edilmiş yazışmalar” nəzəriyyəsi) işi sayəsində fəaliyyət mexanizmində dörd əsas məqam haqqında nəzəri müddəalar mövcuddur. fermentlərin kimyəvi reaksiyaları sürətləndirmək qabiliyyətini təyin edən substratda fermentin:

1. Orientasiya və yanaşma . Ferment substrat molekulunu elə bir şəkildə bağlaya bilir ki, fermentin hücum etdiyi bağ təkcə katalitik qrupa yaxın deyil, həm də ona münasibətdə düzgün istiqamətləndirilir. ES kompleksinin oriyentasiya və yaxınlıq vasitəsilə keçid vəziyyətinə çatması ehtimalı xeyli artır.

2. Stress və Gərginlik : induksiya edilmiş yazışmalar. Substratın bağlanması ferment molekulunda konformasiya dəyişikliklərinə səbəb ola bilər ki, bu da aktiv mərkəzin strukturunda gərginliyə səbəb olur, həmçinin bağlı substratı bir qədər deformasiya edir və bununla da ES kompleksi tərəfindən keçid vəziyyətinə nail olmağı asanlaşdırır. E və S molekulları arasında sözdə induksiya edilmiş uyğunluq yaranır.

Enzimatik reaksiyaların sürəti fermentin konsentrasiyasından, substratdan, temperaturdan, pH-dan, aktivator və inhibitorların mövcudluğundan asılıdır.

Həddindən artıq substrat şəraitində reaksiya sürəti düz mütənasibdir ferment konsentrasiyası (Şəkil 3.2).

düyü. 3.2. Reaksiya sürətinin ferment konsentrasiyasından asılılığı.

Reaksiya sürətinin asılılığı substrat konsentrasiyası Şəkil 3.3-də təqdim olunur.

düyü. 3.3. Reaksiya sürətinin substratın konsentrasiyasından asılılığı.

Qrafikdə 3 bölmə var. Aşağı substrat konsentrasiyasında (bölmə A) reaksiya sürəti substratın konsentrasiyası ilə düz mütənasibdir və birinci dərəcəli kinetikaya tabedir. Məkan aktivdir b(qarışıq nizam reaksiyası) bu asılılıq pozulur. Məkan aktivdir c reaksiya sürəti maksimumdur və substratın konsentrasiyasından asılı deyil.

Enzimatik reaksiya ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsi ilə xarakterizə olunur ki, bu da sərbəst ferment və reaksiya məhsulunu əmələ gətirmək üçün parçalanır.

Bu tənlikdə k 1 ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlmə sürətinin sabiti, k 2 sərbəst ferment və substrat əmələ gətirən ferment-substrat kompleksinin dissosiasiya sabiti, k 3 isə dissosiasiya sürətinin sabitidir. ferment-substrat kompleksindən sərbəst fermentə və reaksiya məhsuluna.

Michaelis və Menten reaksiya sürətinin substratın konsentrasiyasından asılılığını təsvir edən bir tənlik təklif etdilər.

v - verilmiş substrat konsentrasiyasında reaksiya sürəti; Ks – ferment-substrat kompleksinin dissosiasiya sabiti; Vmax - maksimum reaksiya sürəti.

Ks=k -2 /k 1 yəni. əks reaksiya sabitinin irəli reaksiya sabitinə nisbəti.

Lakin verilmiş tənlik yalnız ərazini təsvir edir A qrafik üzrə və reaksiya məhsullarının fermentativ prosesin sürətinə təsirini nəzərə almır.

Haldane və Briggs tənlikdəki dissosiasiya sabitini Michaelis sabiti (Km) ilə əvəz etdilər.

Michaelis daimiədədi olaraq substrat konsentrasiyasına bərabərdir, bu zaman reaksiya sürəti maksimumun yarısıdır. Michaelis sabiti ferment və substratın yaxınlığını xarakterizə edir. Bir fermentin substrata yüksək yaxınlığı aşağı Km dəyəri ilə xarakterizə olunur və əksinə.

Michaelis və Mentenin təklif etdiyi qrafikdən istifadə etmək əlverişsizdir. Daha rahat üçün qrafik təsvir Q.Laynviver və D.Börk, iki kəmiyyət arasında bərabərlik olarsa, o zaman qarşılıqların da bərabər olacağı prinsipinə əsaslanaraq, ikiqat qarşılıqlı metoddan istifadə etməklə Haldan və Briqqs tənliyini çevirdilər.

Reaksiya sürətinin asılılığının qrafik təsviri pH zəng formasına malikdir. Fermentin maksimum aktivlik nümayiş etdirdiyi pH dəyəri deyilir optimal pH(Şəkil 5.4 A) . Əksər fermentlər üçün optimal pH 6-8-dir. İstisna, optimalı 2.0 olan pepsindir. PH bu və ya digər istiqamətdə optimaldan dəyişdikdə, fermentin və substratın funksional qruplarının ionlaşması hesabına reaksiya sürəti azalır, bu da ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsini pozur.

düyü. 3.4. Reaksiya sürətinin pH (A) və temperaturdan (B) asılılığı.

Kimyəvi reaksiyanın sürəti artdıqca 2 dəfə artır temperatur 10 ° C-ə qədər. Bununla birlikdə, fermentin zülal təbiətinə görə, temperaturun daha da artması ilə fermentin denatürasiyası baş verir. Reaksiya sürətinin maksimum olduğu temperatur deyilir optimal temperatur(Şəkil 3.4. B) . Əksər fermentlər üçün optimal temperatur 37-40°C-dir. İstisna 100 ° C-ə qədər istiləşməyə davam edə bilən əzələ miokinazıdır.

Ferment aktivatorları– bunlar 1) fermentin aktiv mərkəzini təşkil edən maddələrdir (Co 2+, Mg 2+, Zn 2+, Fe 2+, Ca 2+); 2) ferment-substrat kompleksinin (Mg 2+) əmələ gəlməsini asanlaşdırmaq; 3) SH qruplarının azaldılması (glutatyon, sistein, merkaptoetanol); 4) protein-fermentin yerli strukturunun sabitləşdirilməsi. Enzimatik reaksiyalar adətən kationlar tərəfindən aktivləşdirilir (dövri cədvəldə 19-dan 30-a qədər). Anionlar daha az aktivdir, baxmayaraq ki, xlor ionları və bəzi digər halogenlərin anionları pepsin, amilaza və adenilat siklazı aktivləşdirə bilər. Zülallar aktivator ola bilər: apoprotein A-I (LCAT), apoprotein C-II (LPL).

Aktivatorların təsir mexanizmi:

1) fermentlərin aktiv mərkəzinin formalaşmasında iştirak etmək;

2) substratın və fermentin bağlanmasını asanlaşdırmaq;

3) formalaşmasında iştirak etmək doğma quruluş ferment.

İnhibitorlar– fermentlərin kataliz etdiyi reaksiyaların qismən və ya tam inhibə edilməsinə səbəb olan maddələr.

İnhibitorlar təsnif edilir qeyri-spesifik Və spesifik. Qeyri-spesifik inhibitorların təsiri fermentlərin təsir mexanizmi ilə əlaqəli deyil. Bu inhibitorlar ferment zülalının (istilik, turşular, qələvilər, ağır metalların duzları və s.) denatürasiyasına səbəb olur.

Xüsusi inhibitorlar fermentlərin təsir mexanizminə təsir göstərir. Xüsusi inhibitorlar 2 qrupa bölünür: dönməz və dönməzdir. Geri dönməz inhibitorlar sıx və ya kovalent bağlanma yolu ilə fermentin funksional qruplarının qalıcı, geri dönməz dəyişməsinə və ya modifikasiyasına səbəb olur. Bu qrupa daxildir: 1) metal inhibitorları fermentlər (HCN, RCN, HF, CO və s.). Bu birləşmələr dəyişən valentliyə (Cu və ya Fe) malik metallara bağlanır, bunun nəticəsində elektronların keçid boyunca ötürülməsi prosesi baş verir. tənəffüs zənciri fermentlər. Buna görə də bu inhibitorlara tənəffüs zəhərləri deyilir. 2) SH qruplarını ehtiva edən fermentlərin inhibitorları(monoidoasetat, diiodoasetat, yodoasetamid, arsen və civə birləşmələri). 3) aktiv mərkəzdə OH qrupu olan fermentlərin inhibitorları (orqanofosfor birləşmələri, insektisidlər). Bu inhibitorlar, ilk növbədə, sinir sisteminin fəaliyyətində əsas rol oynayan bir ferment olan xolinesterazın fəaliyyətini maneə törədir.

Geri çevrilə bilən tormozlanma Michaelis-Menten tənliyi ilə ölçülə bilər. Geri çevrilən inhibitorlar bölünür rəqabətli və qeyri-rəqabətli.

Rəqabətli inhibitorlar- Bunlar strukturuna görə substrata oxşar maddələrdir. İnhibitor fermentin aktiv yerinə bağlanır və ferment-substrat kompleksinin əmələ gəlməsinin qarşısını alır.

Rəqabətli inhibisyonun klassik nümunəsi suksinat dehidrogenazanın malon turşusu tərəfindən inhibə edilməsidir. Süksinat dehidrogenaz süksin turşusunun (süksinatın) fumarin turşusuna dehidrogenləşməsi ilə oksidləşməsini katalizləyir.

Əgər mühitə malon turşusu (ingibitor) əlavə olunarsa, o zaman onun həqiqi substrat süksinatla struktur oxşarlığı nəticəsində o, aktiv sahə ilə reaksiyaya girərək ferment-inhibitor kompleksi əmələ gətirir, lakin reaksiya baş verməyəcək.

İnhibitorun təsiri ilə aradan qaldırılır substrat konsentrasiyasının artması. Rəqabətli inhibə ilə fermentativ reaksiyaların kinetikası dəyişir: Km artır, V max sabit qalır(Şəkil 3.5).

düyü. 3.5. Rəqabətli inhibitorların fermentativ reaksiya sürətinə təsiri

Rəqabətli inhibə üsulu tibbi praktikada tətbiq tapdı antimetabolitlər.

Məsələn, sulfonamid preparatları bakteriyaların yaratdığı bəzi infeksion xəstəliklərin müalicəsində istifadə olunur. Bu preparatlar struktur olaraq bakteriya hüceyrəsinin bakteriyaların həyatı üçün zəruri olan fol turşusunu sintez etmək üçün istifadə etdiyi para-aminobenzoy turşusuna bənzəyir. Bu struktur oxşarlığına görə sulfanilamid para-aminobenzoy turşusunu fol turşusunu sintez edən fermentlə kompleksdən çıxararaq fermentin təsirini bloklayır.

Qeyri-rəqabətli inhibitorlar - strukturca substratlara bənzəməyən maddələr. Qeyri-rəqabətli inhibitorlar aktiv sahəyə deyil, ferment molekulunda başqa bir yerə, məsələn, allosterik mərkəzə bağlanır. Bu, aktiv mərkəzin konformasiyasını elə dəyişir ki, substratın onunla qarşılıqlı əlaqəsi pozulur.

Rəqabətsiz inhibe üçün: V max azalır, lakin K m dəyişmir(Şəkil 3.6).