Ферменты: ингибиторы и типы ингибирования (тема 8)

1.

Ферменты: ингибиторы и
типы ингибирования

2.

Ингибиторы
–
вещества,
снижающие активность ферментов

3.

4.

Пример необратимого ингибирования
Инактивация химотрипсина и
ацетилхолинэстеразы диизопропилфторфосфатом
CH3
CH
CH3
Диизопропилфторфосфат
O
Ингибитор
связывается
с ферментом
ковалентно
O
CH2 O Н
F
P
O
CH3
Фермент
CH
CH3
Каталитическая
группа (серин)

5.

6.

7.

8.

Обратимое ингибирование
Конкурентное
Неконкурентное
Смешанное
Аллостерическое

9.

Конкурентное ингибирование
Без ингибитора
В присутствии ингибитора
Ингибитор
Субстрат
Фермент
Фермент
Субстрат
Фермент-субстратный
Ингибитор
занимает
активный
комплекс образуется
Активный центр
центр
и
препятствует связыванию субстрата. Ферментсубстратный комплекс не образуется.

10.

11.

12.

Конкурентное ингибирование
+S
E
+I
EI
ES
E+P

13.

Неконкурентное ингибирование
Ингибитор
Фермент
Субстрат
Активныйкомплекс
центр
Фермент-субстратный
образуется,
но из-за изменения конформации активного
центра снижается скорость реакции

14.

Неконкурентное ингибирование
+S
E
ES
EI
+I
ESI
+I
+S
E+P

15.

НЕКОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ - это ситуация, когда
ингибитор и субстрат не имеют структурного сходства и ингибитор не
влияет на образование F-S-комплекса; образуется тройной ESI комплекс. Такие ингибиторы влияют на каталитическое превращение
субстрата. Они могут связываются как непосредственно с
каталитическими группами активного центра фермента, так и вне
активного центра фермента. Но в любом случае они влияют на
конформацию активного центра.
В
качестве
неконкурентного
ингибитора выступают ЦИАНИДЫ.
Они прочно связываются с ионами
железа цитохромоксидазы. Этот
фермент является одним из
компонентов дыхательной цепи.
Блокирование дыхательной цепи
приводит к мгновенной гибели
организме. Действие можно снять
только
с
помощью
РЕАКТИВАТОРОВ.
Цитохром
соксида́за
(цитохромоксидаза)
или
цитохром
с-кислородоксидоредуктаза,
2 белок - R - Fe2+ + ½ О2 ↔ 2 белок - R - Fe3+ + ½ О

16.

Конкурентное
ингибирование
(полное и
частичное)
Неконкурентное
ингибирование
Смешанное
ингибирование
Меняется сродство
фермента к субстрату.
Меняется кажущаяся KM
VMAX не меняется
Сродство фермента к
субстрату не меняется.
Кажущаяся КМ не
меняется.
Уменьшается VMAX
Меняется как
кажущаяся KM , так и
VMAX

17.

18.

V
Без ингибитора
В
В присутствии
присутствии неконкурентного
конкурентного
ингибитора
ингибитора
VMAX
VMAX/2
VMAX
VMAX/2
K M KM
[S]

19.

Аллостерические ферменты
Не все ферменты подчиняются кинетике Михаэлиса-Ментен.
Большая
группа
аллостерических
ферментов
имеет
сигмоидную зависимость скорости реакции от концентрации
субстрата.

20.

Аллостерическая регуляция
В результате действия ингибитора
теряется
способность субстрата связываться с ферментом (чем
данное явление и отличается от неконкурентного
ингибирования).
В
случае
аллостерического
ингибирования фермент-субстратный комплекс не
образуется. Действующие таким образом вещества
называются аллостерическими ингибиторами.

21.

Без ингибитора
Субстрат
Фермент
Фермент-субстратный
комплекс образуется
Активный центр

22.

В
присутствии
ингибитора
аллостерического
Субстрат
Фермент
Ингибитор
Связывание ингибитора не с активным центром
приводит изменение конформации активного центра, что
препятствует связыванию им субстрата

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

Первоначально суицидный ингибитор связывается с ферментом обратимо, а
затем образует ковалентное соединение с активным центром фермента, что
приводит к необратимому ингибированию активности фермента. Известным
примером такого ингибитора является антибиотик пенициллин