Функциональные группы активного центра:

У простых ферментов роль участков активного центра выполняют боковые радикалы, у сложных ферментов – кофакторы.

Группы ферментов:

1. СООН – группы дикарбоновых аминокислот и С-конца аминокислот.

2. NH₂ – группы лизина и N-конца аминокислот.

3. Гуанинидиновые группы аргинина.

4. Индольные триптофана.

5. ОН – группы серина и треонина.

6. Имидазольные группы гистидина.

7. SH – группы цистеина и дисульфидные цистина и т.д.

Кофакторы – ионы металлов и коферменты. Они могут быть прочно связаны с центром, или легко отделяться от него при диализе.

Функциональная роль:

1. Присоединение субстрата в активном центре фермента.

2. Стабилизаторы молекулы субстрата.

3. Стабилизаторы активного центра ферментов.

4. Стабилизаторы третичной и четвертичной структуры.

3. Специфичность действия ферментов: виды, примеры и теории, их объясняющие. Виды специфичности ферментов (в порядке снижения специфичности):

А) Стереохимическая субстратная специфичность - фермент катализирует превращение только одного из стереоизомеров субстрата. Крайний случай специфичности.

Например: фумаратгидратаза - катализирует превращение фумаровой кислоты (фумарата), но не ее изомера - малеиновой кислоты.

Б) Абсолютная субстратная специфичность - фермент катализирует превращение только одного субстрата.

Например: уреаза - только превращение мочевины.

В) Абсолютная групповая субстратная специфичность - фермент катализирует превращение сходной группы субстратов.

Например: алкогольдегидрогеназа - катализирует превращение алифатических спиртов (в т.ч. и этанола).

Г) Относительная групповая субстратная специфичность - действует на определенные связи определенной группы субстратов.

Например: трипсин, пепсин действуют на пептидную группу.

Д) Относительная субстратная специфичность - фермент катализирует превращение субстратов из разных групп химических соединений.

Например: цитохром P₄₅₀ - гидроксилирует около 7000 соединений.

Теории специфичности ферментов:

1. Гипотеза "ключа и замка" (или "шаблона"), или гипотеза Фишера - активный центр

представляет собой твердый слепок субстрата, и если субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, то реакция произойдёт.

Теория слаба для абсолютной и относительной субстратной специфичности, так как огромное количество в этих случаях подходят к одному замку.

2. Гипотеза "вынужденного соответствия" (гипотеза Кошленда) - по этой теории молекула фермента, активный центр также гибкий и принимает форму субстрата, который в него входит. Получила экспериментальное подтверждение.

3. Механизм действия ферментов: энергетические изменения, этапы, молекулярные механизмы.

Этапы ферментативного катализа (по Михаэлис – Ментен): Процесс ферментативного катализа делится на:

1. Диффузия субстрата к ферменту и стерическое связывание его с активным центром фермента (образование фермент-субстратного комплекса ES)

2. Преобразование первичного фермент-субстратного комплекса в один или несколько

активированных фермент-субстратных комплексов (ES* и ES**)

3. Отделение продуктов реакции от активного центра фермента и диффузных их в окружающую среду (комплекс EP диссоцирует на E и P).

Первая и третья стадия довольно непродолжительны, вторая наиболее медленная, ее длительность зависит от энергии активации химической реакции.