Аминокислоты и белки как лекарственные средства

В медицинской практике широко используются аминокислоты в качестве лекарственных средств. Так, глутаминовая кислота находит применение при лечении заболеваний центральной нервной системы:шизофрении, эпилепсии, психозов, реактивных состояний, протекающих с явлениями истощения, депрессии и при других психических и нервных заболеваниях. В детской практике препарат применяют при задержке психического развития различной этиологии, болезни Дауна, при полиомиелите в остром и восстановительном периодах. Метионин применяют для лечения и предупреждения заболеваний и токсических поражений печени: при болезни Боткина, циррозе печени. Кроме аминокислот также используют гидролизаты белков, содержащих смесь аминокислот. Например, продукт под названием «Гидролизин», получаемый при кислотном гидролизе белков крови крупного рогатого скота. Он лишен антигенных свойств, и это дает возможность вводить его больным независимо от группы крови.

Белки как лекарственные средства также широко используются в медицинской практике. Например, инсулин применяется при лечении сахарного диабета. При недостаточности ферментов желудочно-кишечного тракта используют препарат «Мезим», в состав которого входят панкреатические ферменты (липаза, альфа-амилаза, трипсин, химотрипсин), по химической структуре являющиеся белками.

Тема 3. Введение в энзимологию. Свойства ферментов

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само в ходе этой реакции не расходуется.

Энзим (en zyme — в дрожжах), фермент (fermentum — закваска) — термины для обозначения биологических катализаторов белковой природы.

Рибозим — это биологический катализатор рибонуклеиновой природы.

Субстратом (S) называют вещество, химические превращения которого в продукт (Р) катализирует фермент (Е).

Чтобы произошла химическая реакция, необходимы следующие условия:

1) молекулы должны сблизиться (столкнуться);

2) запас энергии молекул в момент столкновения должен быть не ниже энергетического барьера реакции.

Классификация и номенклатура ферментов

В начале ХХ в. предложили называть ферменты по названию субстрата с добавлением суффикса -аза (amylum — амилаза, lipos — липаза, protein — протеиназа). В 1961 г. Ме­ждународный Совет Биохимиков (IUB) предложил положить в основу названия и классификации ферментов тип химической реакции и ее механизм. Все ферменты разделили на 6 классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы (синтетазы). Каждый класс состоит из 4–13 подклассов, а те в свою очередь из подподклассов.

1. Оксидоредуктазы — это ферменты, катализи­рующие окислительно-восстано-вительные реакции с участием двух субстратов А и В: А _red + В_ox  А_ox + В_red.

2. Трансферазы — это ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса группы Х, кроме водорода и кислорода, с субстрата А на субстрат В: А-Х + В <–> А + В-Х.

3. Гидролазы — это ферменты, которые катализируют расщепление внутримолекулярных связей с присоединением воды по месту разрыва.

4. Лиазы — это: а) ферменты, расщепляющие субстрат негидролитическим путем. Например: R-COOH  R-H + CO₂; б) ферменты, отщепляющие группы атомов с образованием двойной связи или присоединяющие группы атомов по месту двойной связи. Например: AH – BOH <–> A = B + H₂O

5. Изомеразы катализируют превращения различных типов оптических, геометрических и по­зиционных изомеров.

6. Лигазы катализируют соединение двух молекул, сопряженное с разрывом пирофосфатной связи АТФ или другого макроэргического соединения.

Каждый фермент по классификации ферментов (КФ, ЕС) обозначается че­тырьмя цифрами (шифр фермента): 1— класс, 2 — подкласс, 3 — подподкласс, 4 — номер фермента в спи­ске подподкласса. Так, например, КФ 2.7.1.1 означает: класс 2 (трансферазы), подкласс 7 (перенос фос­фата), подподкласс 1 (алкогольная группа — акцептор фосфата). Конечное на­звание — гексокиназа, или АТФ:D-гексоза-6-фосфотрансфераза, фермент, ката­лизирующий перенос фосфата с АТФ на гидроксильную группу у шестого углеродного атома глюкозы.