ГЛАВНАЯ >>> ЦИТОЛОГИЯ, ГИСТОЛОГИЯ, АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ, МЕДИЦИНА


Главная
    Физическая география
    Геология, геодезия и почвоведение
    Микология и лихенология
    Ботаника и геоботаника
    Зоология беспозвоночных
    Зоология позвоночных
    Водная экология и гидробиология
    Цитология, физиология, медицина
    Экологические проблемы, мониторинг
    Охрана природы и заповедное дело
    Экологическое образование
    Художественная литература о природе


Отдых и апартаменты в Болгарии
Предложение для тех, кто любит природу и уединение и хочет отдохнуть на тёплом море дёшево и без посредников: от 20 евро в сутки за трехкомнатную квартиру на море!

Атлас-определитель 'Птицы России' для iPhone и iPad: загрузить из AppStore (iTunes) бесплатно


: : = = + +

Поделитесь ссылкой с друзьями:

Учебно-познавательные экскурсии на АгроБиоФерму в Подмосковье !

Пожалуйста, ставьте активную гиперссылку на сайт eco-ref.ru если Вы копируете эти материалы!
Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами копирования материалов с сайта www.eco-ref.ru

В некоммерческом Интернет-магазине Экологического Центра "Экосистема" можно недорого (по себестоимости производства) купить (заказать по почте наложенным платежом, т.е. без предоплаты) наши авторские методические материалы по экологии, полевой биологии и географии:
10 компьютерных (электронных) определителей грибов, лишайников, растений и животных России,
2 диска с голосами птиц России: голоса птиц средней полосы и голоса птиц России,
20 цветных ламинированных определительных таблиц по растениям и животным средней полосы России,
8 цветных ламинированных определителей-бродилок по растениям средней полосы России,
5 карманных полевых определителей животных средней полосы,
65 методических пособий и 40 учебно-методических фильмов по методикам проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях), а также
методическое пособие (книга) для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум".

Посмотреть в Интернет-магазине

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ

По строению ферменты могут быть однокомпонентными, простыми белками, и двухкомпонентными, сложными белками. Во втором случае в составе фермента обнаруживается добавочная группа небелковой природы.

В разное время возникли различные наименования белковой части и добавочной группы в двухкомпонентных ферментах.

Химическая природа важнейших коферментов была выяснена в 30-е годы нашего столетия благодаря трудам О. Варбурга, Р. Куна, П. Каррера и др. Оказалось, что роль коферментов в двухкомпонентных ферментах играют большинство витаминов (Е, К, Q, В1, В2, В6 В12, С, Н и др.) или соединений, построенных с участием витаминов (коэнзим А, НАД+ и т. п.). Кроме того, функцию коферментов выполняют такие соединения, как НS-глутатион, многочисленная группа нуклеотидов и их производных, фосфорные эфиры некоторых моносахаридов и ряд других веществ.

Характерной особенностью двухкомпонентных ферментов является то, что ни белковая часть, ни добавочная группа в отдельности не обладают заметной каталитической активностью. Только их комплекс проявляет ферментативные свойства. При этом белок резко повышает каталитическую активность добавочной группы, присущую ей в свободном состоянии в очень малой степени; добавочная же группа стабилизирует белковую часть и делает ее менее уязвимой к денатурирующим агентам. Таким образом, хотя непосредственным исполнителем каталитической функции является простетическая группа, образующая каталитический центр, ее действие немыслимо без участия полипептидных фрагментов белковой части фермента. Более того, в апоферменте есть участок, характеризующийся специфической структурой, избирательно связывающий кофермент. Это так называемый кофермент связывающий домен; его структура у различных апоферментов, соединяющихся с одним и тем же коферментом, очень сходна. Таковы, например, пространственные структуры нуклеотидсвязывающих доменов ряда дегидрогеназ.

Иначе обстоит дело у однокомпонентных ферментов, не имеющих добавочной группы, которая могла бы входить в непосредственный контакт с преобразуемым соединением. Эту функцию выполняет часть белковой молекулы, называемая каталитическим центром. Предполагают, что каталитический центр однокомпонентного фермента представляет собой уникальное сочетание нескольких аминокислотных остатков, располагающихся в определенной части белковой молекулы.

Чаще всего в каталитических центрах однокомпонентных ферментов встречаются остатки сер, гис, три, арг, цис, асп, глу и тир. Радикалы перечисленных аминокислот выполняют здесь ту же функцию, что и кофермент в составе двухкомпонентного фермента.

Аминокислотные остатки, образующие каталитический центр однокомпонентного фермента, расположены в различных точках единой полипептидной цепи. Поэтому каталитический центр возникает в тот момент, когда белковая молекула приобретает присущую ей третичную структуру. Следовательно, изменение третичной структуры фермента под влиянием тех или иных факторов может привести к деформации каталитического центра и изменению ферментативной активности.

Кроме каталитического центра, образованного сочетанием аминокислотных радикалов или присоединением кофермента, у ферментов различают еще два центра: субстратный и аллостерический.

Под субстратным центром понимают участок молекулы фермента, ответственный за присоединение вещества (субстрата), подвергающегося ферментативному превращению. Часто этот участок называют “якорной площадкой” фермента, где, как судно на якорь, становится субстрат. Во многих случаях прикрепление субстрата к ферменту идет за счет взаимодействия с e-аминогрулпой радикала лиз, расположенного в субстратном центре. Эту же роль может выполнять СООН-группа глу, а также НS-группа цис. Однако работы последних лет показали, что гораздо большее значение здесь имеют силы гидрофобных взаимодействий и во-дородные связи, возникающие между радикалами аминокислотных остатков субстратного центра фермента и соответствующими группировками в молекуле субстрата.

Понятие о каталитическом и субстратном центре не следует абсолютизировать. В реальных ферментах субстратный центр может совпадать (или перекрываться) с каталитическим центром. Более того, каталитический центр может окончательно формироваться в момент присоединения субстрата. Поэтому часто говорят об активном центре фермента, представляющем сочетание первого и второго. Активный центр у ферментов располагается на две щели при двухъядерной структуре, например у лизоцима и рибонуклеазы, или на дне глубокой впадины, как у химотрипсиногена.

Аллостерический центр представляет собой участок молекулы фермента, в результате присоединения к которому определенного низкомолекулярного (а иногда — и высокомолекулярного) вещества изменяется третичная структура белковой молекулы. Вследствие этого изменяется конфигурация активного центра, сопровождающаяся либо увеличением, либо снижением каталитической активности фермента. Это явление лежит в основе так называемой аллостерической регуляции каталитической активности ферментов.

Значения молекулярных масс ферментов колеблются в широких пределах: от нескольких тысяч до нескольких миллионов. В природе насчитывается несколько десятков ферментов, обладающих сравнительно небольшими молекулами (до 50 тыс.). Однако большинство ферментов представлено белками более высокой молекулярной массы, построенными из субъединиц. Так, каталаза (М=25200) содержит в молекуле шесть протомеров с М=42000 каждый. Молекула фермента, ускоряющего реакцию синтеза рибонуклеиновых кислот (РНК-полимераза, М = 400000), состоит из 6 неравных субъединиц. Полная молекула глутаматдегидрогеназы, ускоряющей процесс окисления глутаминовой кислоты (М=336000), построена из 6 субъединиц с М=56000.

Способы компоновки протомеров в мультимеры разнообразны. Крайне важно, что достроенный из субъединиц фермент проявляет максимальную каталитическую активность именно в виде мультимера: диссоциация на протомеры резко снижает активность фермента. Не все ферменты-мультимеры построены исключительно из каталитически активных протомеров. Наряду с каталитическими в их составе отмечены регуляторные субъединицы, как, например, у аспартаткарбамилтрансферазы.

Среди ферментов-мультимеров безусловно преобладают димеры и тетрамеры (их несколько сотен), в меньшей мере распространены гексамеры и октамеры (несколько десятков) и необыкновенно редко встречаются тримеры и пентамеры.

Молекулы ферментов-мультимеров в ряде случаев составлены из субъединиц двух типов, обозначаемых условно как субъединицы типа А и В. Они сходны друг с другом, но отличаются по некоторым деталям первичной и третичной структур. В зависимости от соотношения протомеров типа А и В в мультимере последний может существовать в виде нескольких изомеров, которые называют изозимами.

В настоящее время интерес к изозимам резко повысился. Оказалось, что кроме генетически детерминированных изозимов существует большая группа ферментов, обладающая множественными формами, возникающими в результате их посттрансляционной модификации. Множественные формы ферментов и изозимы в частности используются сейчас для диагностики болезней в медицине, прогнозирования продуктивности животных подбора родительских пар при скрещивании для обеспечения максимального гетерозиса в потомстве и т. п.

Значение пространственной организации ферментов особенно ярко выявляется при изучении строения так называемых мультиэнзимов, т.е. ферментов, обладающих способностью ускорять одновременно несколько химических реакций и осуществлять сложные превращения субстрата. Примером может служить мультиэнзим, ускоряющий реакцию окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты. Этот многоферментный комплекс с М=4500000 состоит из трех видов ферментов. Первый из них (E1) ускоряет реакцию декарбоксилирования пировиноградной кислоты. В состав комплекса входит 12 димерных молекул этого фермента (К=19200). Второй и третий ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные процессы при окислении пировиноградной кислоты, сосредоточены внутри мультиэнзимного комплекса. Один из них (Е3) представлен шестью димерными молекулами (М=112 000), другой (Е2) — 24 протомерами (М=70000).

В тех случаях, когда мультиэнзимный комплекс обслуживает единый, многоступенчатый процесс биохимических превращений, его называют метаболоном (от слова метаболизм — обмен веществ). Таковы метаболоны гликолиза, биосинтеза ряда аминокислот, цикла дикарбоновых и трикарбоновых кислот и др.

В результате слаженного во времени и пространстве действия всех трех видов входящих в его состав ферментов мультиэнзим с огромной скоростью осуществляет превращение пировиноградной кислоты. Именно в кооперативном характере каталитического процесса и кроется главное отличие биокатализаторов от катализаторов неорганической природы, именно поэтому интенсивность биокатализа в десятки, сотни и тысячи раз превосходит мощность действия неорганических катализаторов.

Сравнительно недавно выявлена еще одна своеобразная черта в строении ферментов: некоторые из них являются полифункциональными, т.е. обладают несколькими энзиматическими активностями, но всего лишь одной полипептидной цепью. Дело в том, что эта единая цепь при формировании третичной структуры образует несколько функционально и стерически обособленных глобулярных участков — доменов, каждый из которых характеризуется своей каталитической активностью.

При изучении мультиэнзимных комплексов и полифункциональных ферментов удалось понять наиболее важную особенность ферментативного катализа, а именно — эстафетную передачу промежуточных продуктов реакции от одного компонента каталитической системы к другому без их высвобождения.

В некоммерческом Интернет-магазине Экологического Центра "Экосистема" можно недорого (по себестоимости производства) купить (заказать по почте наложенным платежом, т.е. без предоплаты) наши авторские методические материалы по экологии, полевой биологии и географии:
10 компьютерных (электронных) определителей грибов, лишайников, растений и животных России,
2 диска с голосами птиц России: голоса птиц средней полосы и голоса птиц России,
20 цветных ламинированных определительных таблиц по растениям и животным средней полосы России,
8 цветных ламинированных определителей-бродилок по растениям средней полосы России,
5 карманных полевых определителей животных средней полосы,
65 методических пособий и 40 учебно-методических фильмов по методикам проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях), а также
методическое пособие (книга) для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум".

Посмотреть в Интернет-магазине

Список всех рефератов и справочных материалов по цитологии, гистологии, анатомии, физиологии и медицине:

Отличительные признаки растительной и животной клеток
Функции белков в организмах живых существ
  Белки: строение, свойства и функции
  Классификация белков
  Роль белков в организме
  Обмен белков
Ультраструктура и биохимический состав мышц
Углеводы, жиры и белки - источник энергии для человека и животных
  Углеводы
  Жиры
  Белки
  Обмен веществ и энергии

Классификация витаминов
Витамины
  История открытия витаминов
  Классификация витаминов
  Витамин А (ретинол)
  Бета-каротин (провитамин А)
  Витамины D (кальциферолы)
  Витамин Е (токоферол)
  Витамины К1 (филлохинон) и К2 (мелахинон)
  Витамин B1 (тиамин)
  Витамин B2 (рибофлавин)
  Витамин PP (никотиновая кислота)
  Витамин B3 (ниацин)
  Витамин B4 (холин, лицетин)
  Витамин B6 (пиридоксин)
  Витамин B12 (цианкобаламин, антианемический витамин)
  Витамин B9 (фолиевая кислота)
  Витамин H (биотин)
  Витамин P (биофлавоноиды)
  Витамин C (аскорбиновая кислота)
  Витамин B8 (инозитол)
  Витамин H1 ПАБК (пара-аминобензойная кислота)
  Витамин B15 (пангамовая кислота)
  Витамин B17 (летрил)

Ферменты
  Свойства ферментов
  Строение ферментов
  Номенклатура ферментов
  Классификация ферментов

Селекция как наука

Влияние некоторых беспозвоночных на здоровье человека
Как смотрят и что видят птицы
Терморегуляция у птиц

Статьи из книги В.П. Назарова "Песнь и плач Матери-Земли", посвященные здоровью человека:
  Дерево, помоги исцелиться!
  Деревья — целители...
  Медоносы Севера
  Сказ про холестерин-убийцу и сою-спасительницу!
  Струятся в человеке «реки жизни»! (экология и наше здоровье)
  Эта коварная менингиома... (заметки нейрохирургического больного)
  Ода северному болоту!
  «Ай-Ас» — качество и низкая цена!
  Природа и здоровье

Исследовательские работы (проекты):
  Приспособления растений к водному образу жизни

 




Порекомендуйте эту страницу своим друзьям в социальных сетях:

* * | |