2 курс / Биохимия / Ферменты бх

Аллостерическая регуляция

Происходит через модуляторы (активаторы и ингибиторы), которые связываются с аллостерическим

центром

изменяется пространственная структура фермента и конформация активного центра

Особенности аллостерических ферментов:

1.Состоят из нескольких протомеров или имеют доменное строение

2.Имеют аллостерический центр, пространственно удаленный от активного центра

3.Эффекторы присоединяются нековалентно

4.Аллостерические центры могут проявлять различную специфичность по отношению к лигандам

5.У некоторых ферментов есть несколько аллостерических центров, одни из которых специфичны к активаторам, другие — к ингибиторам

6.Регуляция аллостерического центра обратима

7.Аллостерические ферменты катализируют ключевые реакции метаболического пути

21

Фосфорилирование и дефосфорилирование ферментов

Введение фосфорной группы приводит к обратимому изменению конформации и активности фермента

Ферменты могут быть активны как в одном состоянии, так и в другом

Частичный протеолиз

Фермент активируется через отщепление от него одного или нескольких пептидных фрагментов

Протеолиз

22

Белок-белковое взаимодействие

Изменение активности ферментов в результате взаимодействия со специфичными белками

1.Активация ферментов в результате присоединения

регуляторных белков

Пример — мембранный фермент аденилатциклаза активируется после воздействия мембранного G-белка (он активируется при действии, например, гормонов)

2.Регуляция каталитической активности ферментов

ассоциацией/диссоциацией протомеров

Пример — регуляция активности протеинкиназы А. Активатором для протеинкиназы А является цАМФ.

23

ЭНЗИМОПАТИИ И ЭНЗИМОТЕРАПИЯ

активности ферментов Энзимопатология — аука, изучающая энзимопатии

1.Наследственные энзимопатии

Это заболевания, обусловленные наследственными нарушениями биосинтеза ферментов, их структуры или функций

В норме синтез фермента следует следующей схеме:

Развитие заболевания может протекать по 3 путям:

Нарушение образования конечных продуктов Недостаточное количество конечного продукта определенного метаболического пути (при отсутствии других альтернативных путей синтеза ферментов) может приводить к развитию клинических симптомов.

Пример: альбинизм - нарушение синтеза меланина из-за недостатка фермента тирозиназы (или тирозингидроксилазы)

24

Накопление субстратов - предшественников При недостаточности определенного фермента будут

накапливаться метаболиты, образующиеся до этапа действия данного фермента.

Пример: алкаптонурия - недостаточность фермента диоксигеназы гомогентизиновой кислоты. Приводит к

нарушению окисления в тканях гомогентизиновой кислоты, ↑ ее концентрации и выведению с мочой

В присутствии кислорода превращается в соединение черного цвета – алкаптон. У взрослых может быть

охроноз и темные пятна на склере и роговице

Нарушение образования конечных продуктов и накопление субстратов-предшественников

Одновременно недостаток продукта и накопление исходного субстрата формируют клиническую картину.

Пример: болезнь Гирке (гликогеноз I типа) - нарушение распада гликогена в печени и выхода из нее глюкозы

вследствие дефекта фермента глюкозо-6-фосфатазы. Одновременно у таких

пациентов ↑ размеры печени (гепатомегалия) из-за накопления в ней гликогена

25

Терапия наследственных энзимопатий

1.Метаболическая терапия:

2.Пересадка органов (печень)

3.ДНК, РНК - терапия

2. Приобретенные энзимопатии

Это следствие тех или иных патологических процессов, сопровождающихся нарушением активности ферментов.

Приобретенные энзимопатии

Алиментарные Токсические Вызванные различными пат. состояниями организма

Алиментарные энзимопатии

Пат. состояния, обусловленные стойкими нарушениями активности ферментов в связи с характером питания

Причины:

1.Несбалансированное питание

2.Длительный дефицит пищевого белка (квашиоркор)

3.Витаминная недостаточность → нарушение биосинтеза коферментов

4.Нарушение поступления пищевых веществ из ЖКТ в кровь, например, при длительной диарее

Терапия:

Диетотерапия

Витаминные препараты с повышенным содержанием вещества, недостающего организму

26

Токсические энзимопатии

Пат. состояния, вызванные изменением количества или активности ферментов из-за действия различных веществ

Причины:

Действие токсических веществ:

Ксенобиотиков (тяжелые металлы, пестициды и др.)

Некоторых метаболитов в высокой концентрации (алкоголь)

Компоненты пищевых продуктов (антивитамины)

Примеры:

1.Цианиды и СО прочно связываются с геминовым Feактивным центром цитохромов, что угнетает их активность

2.Ферментативная дисфункция у алкоголиков из-за излишней выработки алкогольдегидрогеназы →

↑ацетальдегида. Недостаточно АЦДГ → накопление ацетальдегида → негативное действие на печень

3.Ингибиторы в соевых продуктах угнетают действие протеаз

4.Антивитамины разрушают витамины или конкурентно замещают их в молекулах ферментов

Терапия:

Диетотерапия Медикаментозная терапия

27

Вызванные различными патологическими состояниями организма

Пат. состояния, вызванные изменением оптимума t, рН и давления ферментов.

Причины:

Нарушения КОС

Изменение температуры тела

Изменение концентрации гормонов

Изменение концентрации активаторов/ингибиторов

Различные патологии органов Инфекционные заболевания

Примеры:

1.Ацидоз и повышение температуры повышает активность катаболических ферментов (лизосом) и снижает активность анаболических ферментов;

2.Снижение или утрата внешнесекреторной функции поджелудочной железы приводит к недостаточной активации желчью фермента поджелудочной железы

липазы => панкреатическая стеаторея.

Терапия:

Диетотерапия

Медикаментозная терапия Заместительная энзимотер

28

Энзимотерапия — применение ферментов животного,

бактериального или растительного происхождения и регуляторов активности ферментов с лечебной целью

Направления энзимотерапии

Лекарственные препараты на основе ингибиторов и активаторов ферментов:

1.Ингибиторы протеолитических ферментов

поджелудочной железы

2.Диуретики: ингибиторы карбоангидразы

3.Психотропные лекарственные средства:

Антихолинэстеразные препараты Ингибиторы моноаминоксидазы

4.Лечение алкоголизма → угнетение АЦДГ: дисульфирам

Лекарственные препараты на основе коферментов и витаминов:

Используют для усиления активности

ряда ферментов Препараты: пиридоксальфосфат

29

Лекарственные препараты на основе ферментов:

1.Применение протеолитических ферментов при нарушении пищеварения. Например:

Амилаза, липаза, трипсин и химотрипсин - коррекция нарушений процесса пищеварения и

регуляции функций поджелудочной железы. Препарат: панкреатин

2.Применение протеолитических препаратов местно.

Например:

Гиалуронидазы - размягчение рубцов, рассасывание гематом, появление подвижности в суставах.

Препарат: лидаза Стрептокиназа и урокиназа - предотвращение и

лечение тромбозов, эмболии. Препарат: урокиназа Нуклеазы (ДНК-аза, РНК-аза) - лечение некоторых

вирусных заболеваний (герпес) за счет разрушения ДНК/РНК вируса без повреждения ДНК макроорганизма. Препарат: пульмозим

3. Системная энзимотерапия:

Использование полиферментных препаратов широкого спектра действия (противовоспалительное, противоотечное, фибринолитическое, анальгетическое и иммуномодулирующее).

30