345.61K

Category:

biology

Ферменттер. Лиазалар және трансферазалар

1.

ФЕРМЕНТТЕР.
ЛИАЗАЛАР ЖӘНЕ
ТРАНСФЕРАЗАЛАР.

2.

ЛЕКЦИЯ ЖОСПАРЫ:
1. Лиазалар. Құрылысы, жіктелуі.
2. Декарбоксилазалар. Өкілдері,
құрылысы, катализдейтін
реакциялары.

ЛЕКЦИЯ ЖОСПАРЫ:
1. Трансферазалар. Құрылысы, жіктелуі.
2. Метилтрансферазалар. Құрылысы,
катализдейтін реакциялары.
3. Ацилтрансферазалар. Құрылысы,
катализдейтін реакциялары.
4. Аминотрансферазалар. Құрылысы,
катализдейтін реакциялары.
5. Фосфотрансферазалар. Өкілдері,
құрылысы, катализдейтін реакциялары.

4.

Лиазалар – судың қатысуынсыз
субстраттан белгілі бір топтардың
(NH3, СО2, альдегид, т.б) бөліну
немесе
қос
байланысқа
атом
топтарын
енгізу
реакцияларын
катализдейтін ферменттер класы.

5.

Барлық
лиазалар
–
екікомпонентті,
жасушалық
ферменттер (240 өкілі бар),
қандай топты бөліп алуына қарай
жіктеледі.
2 тобын қарастырамыз:

6.

Лиазалар
Декарбоксилазалар
(карбокси-лиазалар)
Дегидратазалар
(гидро-лиазалар )

7.

Декарбоксилазалар
СООН тобын СО2 түрінде бөліп
алу реакцияларын катализдейді.

8.

Декарбоксилазалар
Кетоқышқылдарының
декарбоксилазалары
Амин қышқылдарының
декарбоксилазалары
Екікомпонентті,
Ко – тиаминдифосфат
(В1 вит. + 2 Н3РО4)
Екікомпонентті,
Ко – пиридоксальфосфат
(В6 вит. + Н3РО4)

9.

Кетоқышқылдарының декарбоксилазалары –
екікомпонентті, Ко – тиаминдифосфат (В1 вит. +
2 Н3РО4):
NH2
СН2 N
N
Н3С
N
СН3
S
СН2 СН2 O
OН
OН
Р O
O Р O
OН
тиаминдифосфат (кокарбоксилаза)

10.

Кетоқышқылдарының
декарбоксилазалары мультиферменттік
комплекстің
құрамына
кіріп,
кето
қышқылдарының
тотығудан
декарбоксилдену
реакциясын
катализдейді.

11.

Өкілдері:
1.пируватдекарбоксилаза
(ПДК)
пируватдегидрогеназды
мультиферменттік
комплекстің
құрамына кіріп, ПЖҚ-ның тотығудан
декарбоксилдену
реакциясын
катализдейді
(№3
лекцияны
қараңыз).

12.

НАД
СН3
С
НАДН2
О
СOOН
пируват
HSKoA
CO2
СН3
C О
SKoA
ацетилКоА

13.

2. α–кетоглутаратдекарбоксилаза
(α-КГДК).
α-кетоглутаратдегидрогеназды
мультиферменттік комплекстің (α-КГДГ
м/ф к) құрамында α-КГ-ң тотығудан
декарбоксилдену
реакциясын
катализдейді:

14.

СOOН
СН2
НАД
НАДН2
СН2
С O
СOOН
СН2
СН2
HSKoA
СOOН
альфа-кетоглутарат
CO2
C О
SKoA
сукцинилКоА

15.

АҚ–ның декарбоксилазалары –
екікомпонентті,
Ко
–
пиридоксальфосфат (В6 вит. + Н3РО4).

16.

Бұл ферменттер
бактериялар үшін;
инфекциялық аурулар мен шіру
үрдісінде маңызы зор;
АҚ-ның
аралық
алмасуына
қатысады.
АҚ-ның
декарбоксилдену
реакцияларын (қайтымсыз) катализдейді,
реакция өнімі – биогенді аминдер
(серотонин, гистамин, ГАМҚ).

17.

Триптофанның
декарбоксилденуі
нәтижесінде серотонин түзіледі:
Триптофан
5-гидрокситриптофан
серотонин
СО2

18.

СН2 СН NН2
НАДФН2 НАДФ
СН2 СН NН2
СOOН
НО
СOOН
NН
Триптофан
О2
Н2О
NН
5-гидрокситриптофан
СН2 СН2NН2
НО
СО2
NН
Серотонин

19.

Гистидиннен гистамин түзіледі:
Гистидин
гистамин
СО2
СН2 СН СOOН
N
СН2 СН2 NН2
N
NН2
NН
Гистидин
СО2
NН
Гистамин

20.

Глутамин қышқылынан -амино май
қышқылы (ГАМҚ) түзіледі:
Глутамин қ.
ГАМҚ
СО2
СOOН
СН2
СOOН
СН2
СН2
СНNН2
СOOН
Глутамин кышкылы
СО2
СН2
СН2NН2
Гамма-аминомай кышкылы

21.

Аспарагин қышқылы декарбоксилденгенде аланин түзіледі:
-аланин
Аспарагин қышқылы
СО2
CООН
CООН
CН2
CH NH2
CН2
СО2
CООН
Аспарагин кышкылы
CH2 NH2
БЕТТА-АЛАНИН

22.

2 тобы. Карбангидраза.
Екікомпонентті, Ко-ң құрамында
Zn 2+ бар. Көмір қышқылының
түзілу және ыдырау (су мен көмір
қышқыл газына дейін) реакциясын
катализдейді:
Н2О + СО2
Н2СО3

23.

Негізінен
эритроциттерде
кездеседі, СО2 тіндерден өкпеге
тасымалдауға
қатысады.
Бұл
реакцияның
бағыты
СО2
концентрациясына тәуелді. 1 л қанда
2 г жуық фермент бар.

24.

Трансферазалар
– атом немесе атом топтарын бір
қосылыстан екіншісіне тасымалдау
реакцияларын
катализдейтін
ферменттер класы.

25.

Көбі екікомпонентті, жасушалық
ферменттер,
тасымалдайтын
топтарының ерекшелігіне қарай 8
топқа
бөлінеді.
4
тобын
қарастырамыз:
метилтрансферазалар,
ацилтрансферазалар,
аминотрансферазалар,
фосфотрансферазалар.

26.

Метилтрансферазалар
Метилтрансферазалар организмде бір
атомды
көміртек қалдықтарын (метил,
метилен, метин, оксиметил, формил және
т.б. топтарын) бір қосылыстан екіншісіне
тасымалдау
реакцияларын
тездетеді.
Метилтрансферазалар
нуклеин
қышқылдары мен белок синтезіне, кейбір
АҚ-ның алмасуына қатысады.

27.

Екікомпонентті, Ко –
тетрагидрофоль қышқылы (ТГФҚ),
құрамында Вс витамині бар.
Жасушаларда фоль қышқылы (Вс
витамині) НАДФН2 тәуелді фермент
пен С витаминінің қатысуымен,
тотықсызданып, тетрагидрофоль
қышқылына (ТГФҚ) айналады.

28.

ТГФҚ-ң құрылысы күрделі, 3 бөліктен
тұрады:
•птеридин сақинасы;
•парааминобензой қышқылы;
•глутамин қышқылы.
OH
N
H2N
H
N5 H
CH2 N
H
7
6
8
N
N H
H
O
C N CH CH2 CH2 COOH
H
COOH

29.

Егер реакция барысында метил (-СН3) тобы
тасымалданса, метилдену реакциясы деп
аталады. –СН3 доноры - S-аденозилметионин
(SAM):

30.

Метилдену реакцияларының
этаноламиннен холиннің,
норадреналиннен адреналиннің,
гуанидинсірке қышқылынан
креатиннің,
урацилден тиминнің, т.б. түзілуінде
маңызы зор.

31.

Мысалы:
ТГФҚ
Этаноламин + 3 Метионин
Холин + 3 Гомоцистеин

32.

СН2 S CН3
СН2
НОСН2СН2NН2
+ 3 СНNH2
СООН
этаноламин
метионин
СН2 SН
СН3
СН2
НО СН2 СН2 N СН3 + 3
СНNH2
СН3
СООН
гомоцистеин
холин
+

33.

ТГФҚ
норадреналин + метионин
НО
адреналин + гомоцистеин
СН – ОН
НО
СН – ОН
ТГФҚ
СН2 – NH2
НО
норадреналин
НО
СН2 – NH – СН3
адреналин

34.

гликоциамин
ТГФҚ
(гуанидинсірке қышқылы) + метионин
NН2
NН
NН2
СН2 S СН3
C NH
+
СН2
СН2
СН NH2
СOOН
СOOН
Гликоциамин
креатин + гомоцистеин
БАУЫР
СН2 SН
C NH
N СН3
СН2
+
СН2
СН NH2
СOOН
СOOН
Метионин
Креатин
Гомоцистеин

35.

СН3-ТГФҚ ТГФҚ
Урацил
Тимин
О
О
СН3-ТГФҚ ТГФҚ
NH
О
NH
Урацил
NH
О
NH
Тимин
СН3

36.

Ацилтрансферазалар
карбон қышқылдарының, әсіресе,
сірке қышқылының қалдықтарын
тасымалдайды.(сірке қышқылының
қалдығын тасымалдаса,
ацетилтрансферазалар деп атайды).
–

37.

Ацилтрансферазалар - екікомпонентті,
Ко – кофермент А немесе коэнзим А
(НSKoA). НSKoA-ң құрамын Ф.Линен
анықтады.
Ацилдеуші кофермент деген ат бұл
қосылыстың
ацетил
және
ацил
қалдықтарының
активтенуі
мен
тасымалдануын
катализдейтін
реакцияларға қатысуымен байланысты.

38.

НSKoA құрамы:
3/- фосфоаденозин-5/-дифосфат,
пантотен қышқылы (В5 витамині),
тиоэтиламин.
O
O OH СН3
O
NH2
OH
NH C СН2 СН2 NH C СН
С СН2 O P O P O
N
СН2
СН3
OH
N
O CH2
СН2 SН
O
N
N
O
тиоэтиламин
пантотеновая кислота
HO P O
OH
OH
3-фосфоаденозин-5-дифосфат

39.

Биохимиялық реакцияларда КоА
молекуласының функционалдық тобы – тио
топ (–SН) болғандықтан, кофермент НSKoA
түрінде, ал активті май қышқылын
төмендегіше жазады:
О
R-C~SKoA

40.

Ацилтрансферазалар
• май қышқылдарының
β-тотығуы
мен
синтезіне;
• кетоқышқылдарының
(ПЖҚ,
-КГ)
тотығудан декарбоксилденуіне;
• бейтарап майлардың,
• фосфолипидтердің,
• стероидты гормондардың,
• Нb гемінің,
• ацетилхолиннің және т.б. синтезіне
қатысады.

41.

Мысалы:
Май қышқылының АТФ есебінен активтенуі:
АТФ АМФ+РР
R
R
CООН
Май кышкылы
Н SKoA
C O
SKoA
АцилКоА

42.

Аминотрансферазалар (трансаминазалар)
амин қышқылдарындағы амин тобын
кетоқышқылдарына тасымалдап,
жаңадан сәйкес амин қышқылы мен
кетоқышқылын түзеді.

43.

Аминотрансферазалар – екікомпонентті,
Ко – пиридоксальфосфат (В6 витамині +
Н3РО4):
O
C H
СН2 O
HO
Н3С
NH
пиридоксальфосфат
O
P OН
OН

44.

Аминотрансферазалар
катализдейтін реакцияларды қайта
аминдену (трансаминдену) деп
атайды, реакциялар – қайтымды.
Аминотрансферазалардың 20-н астам
түрі бар, 2 өкіліне тоқталамыз:

45.

1.Аланинаминотрансфераза (АлАТ) аланин
мен α-кетоглутар қышқылы арасындағы қайта
аминдену реакциясын катализдеп, реакция
нәтижесінде глутамин қышқылы мен
пирожүзім қышқылы түзіледі:
аланин + α-КГ
глутамин қ. + ПЖҚ

46.

СOOН
СOOН
СН2
СН3
СН2
С Н NН2
+
С O
СOOН
альфа-кетоглутарат
СOOН
ала
АЛТ
СН3
СН2
СН2
СН NН2
СOOН
глу
+
С O
СOOН
ПЖК

47.

2. Аспартатаминотрансфераза (АсАТ)
аспарагин қышқылы мен α –кетоглутар
қышқылы арасындағы қайта аминдену
реакциясын катализдеп, реакция
нәтижесінде глутамин қышқылы мен
қымыздықсірке қышқылы түзіледі:
аспарагин қ. + α-КГ
глу. + ҚСҚ

48.

СOOН
СOOН
СOOН
СOOН
СН2
СН2
СН2
СН2
СНNН2
+
СOOН
аспартат
АСТ
СН2
СН2
С=О
СНNН2
СOOН
СOOН
α-КГ
Глутамат
+
С=О
СOOН
ҚСҚ

49.

Фосфотрансферазалар (киназалар)
– фосфор қышқылының қалдығын
бір қосылыстан екінші бір қосылысқа
тасымалдау
реакциясын
катализдейтін ферменттер тобы.

50.

Олар:
бір компонентті;
көпшілігінің
төртіншілік
құрылымы бар (бірнеше суббірліктен
тұрады);
аллостерикалық орталығы бар (зат
алмасуда лимиттеуші роль атқарады);
aктивтенуі үшін магний ионы
(Mg2+) қажет.

51.

Белгілі
бір
затқа
фосфор
қышқылын қосу фосфорлану деп
аталады.
Бұл
реакцияларда
субстраттың құрылымы өзгеріп, ол
активтенеді де, реакцияға түсуге
қабілеттілігі
артады,
сондықтан
фосфотрансферазаларды киназалар
деп те атайды. Ферментті атағанда
субстраттың
атына
киназа
жалғанады.