Големина на текста:
4. Редоксипреносители
Орг. коф. са в-ва с разнообр. строеж, спадащи към
гр. на непръстенните и пръстенните с-я: карбопръс-
тенните и хетеро-пр. ОС. Орг. коф имат характ. особ.
1) нямат белт. строеж, ниска Мm, термостаб. в-ва; 2)
структ. произв. на vit; 3) не пром. хим.си стр-ра след
завършв. на р-ята; 4) изп. ф-ята на преносит.; 5) след
свързв. на енз. с коф. се променя конформ. на енз. –
той преминава в каталит. акт. съст. Oрг. коф. се
класиф. в няколко групи:
Редоксипреносит. – преносит. на Н-атоми и е-.
Катализ. процесите на биол. окисл.
Никотинамидни коф. НАД и НАДФ. В стр-рата и
на двата коф. се съдържа молек. на никотиновата к-
на (Vit B5-никотинамид). Двата коф. лесно се окисл.
и редуцират.
Редуц. ф-ми на НАД и НАДФ имат max на поглъщ.
при 340 нм, окисл. им ф-ми не показват абсорбция
м/у 300 и 400 нм. С т.нар. оптичен тест може да се
изсл. активн. на онези енз., к. имат за коф. НАД. Така
напр. за опред. актив. на ЛДХ, катализираща обрати-
мата р-я:
пируват + (НАДН+Н+) -> лактат + НАД+
Инкубира се разтв. на ЛДН или с пируват и това в
скобите, при рН = 7.5, или с лактат и НАД+ при рН =
8.9. Параметъра за опред. на енз. активност в първия
случай е пониж. а във втория, повиш. на абсорб. при
340нм. Теста е позн. още като едностъпален оптичен.
Флавинови коф. флавинмононуклеотид (ФМН) и
ФАД. Наименован. на тези с-я не са хим. издържани.
Изоалоксазиновият им пръстен не спада нито към
пуриновите нито към пиримид. Но въпреки това те се
нар. нуклеотиди. В структ. ф-ли на двата коф. влиза
молек на VitВ2. Активната част и на двата коф. е
изоалоксазиновия пръстен, който се променя при
окисл. и редукция.
Флавин. коф. могат да се свързват нековал. или
ковал. с енз. белт., като се обр. флавопротеидни енз.
При това обикн. се променят св-вата на НАД.
Липоева к-на (ЛК). Наименов. й идва от факта, че
се разтв. в орган. разтв. Присъс. на две тиолови гр. й
дава друогото име – тиоктова к-на. ЛК се намира в
окислена и редуцирана ф-ма.
Глутатион. трипептид, в две ф-ми - редуцирана и
окисл. Той изпълнява в орг. ролята на Н-преносит.
Участва като коф при превр. на метилглиоксалат в
лактат с участието на енз. глиоксалаза 1 и 2.
Желязо-порфиринови кофактори. Порфирино-
вите с-я се разгл. като порфин в чиято молек. Н-атом
са заместени с разл. хим гр. Порфирините образуват
с Fe атоми съед. – хем. Когато 5-то и 6-то място в
координац. сфера на Fe от хема се зaема от лиганди с
силно поле, се получ. хемохром. Има ферохемохром
Fe2+ и Fe3+ ферихемохром. Протеидъд, съдърж. хем
като простетична група се нар. хемопротеид. В орг.
има голям брой хемопротеиди като Нб-трансп. ф-я
без катал. активн. и хемопротеиди с катал. активност
– цитохромната с-ма. В зависимост от стр-рата на
хема – цит. a, b, c i d. Биол. роля на цитохр. се състои
в това, че те взимат участие при окисл. пр-си в кл., те
са съставна част на дихат. вериги.
Хинои – Убихинон (УХn). Броят на изопрено-
вите звена (n) е различен. В тъкани от животни и ВР
n = 10, в МО n = 6-9. Окисл. и редуцираната ф-ма на
убихинона не са свързани със специф. белт. УХ
влиза в дихат. вериги на МХ.
7. Преносители на СО2 и на алдех. гр.
I. Преносители на СО2: Представител на тази гр. е
вит. Н или биотинът. Неговата биол. роля се свежда
до участ. му като коф. в р-ии на пренасяне на СО2 и
вкл. му в орг. молек. (карбоксилиране). Този процес
е свързан с хидролиз. на АТФ. Енз., к. го катализират
спадат към класа лигази.CO2 се присъединява към
молек. на биотина и се получ. 1-N-карбоксибиотин.
II. Преносители на алдехидни груп: Представител
на тази гр. е тиамипирофосфатът (ТПФ) известен
също като кокарбоксилаза, аневринпирофосфат, вит.
В1-пирофосфат. ТПФ е необх. за действието на енз.
пируваткарбоксилаза. Тя представлява сложен енз-
протеин. съдържащо коф ТПФ. Като коф. ТПФ
взима участ. в р-иите на неокисл. и окислит. декар-
боксилиране на алфа-оксок-ни, в транскетолазните
р-ции и др. От всички коф. ТПФ има и непосредств.
медицинско приложение (при лекуване на диабет,
нервни и сърдечно-съдови заболявания).
5. Пренос. на фосфатни гр. Пренос. на ацилни гр.
На ацилни групи: Към тази гр. спада коензим А
(КоА). Той влиза в съст. на редица ензими, които
катализ. пренасянето на ацилни гр.(R-CO-). Те се
присъед. към тиоловата гр. на КоА, при което се обр.
макроергична ацилтиоестерна вр. КоА взима участие
в няколко типа р-ии: 1) ацил-донорни, при които се
биосинтезира КоА и произв. му. 2) ацил-акцепторни
– ацетил КоА служи като донор на ацилни групи
(при метаболизма на висшите мастните к-ни). 3) тип
алдолна кондензация, в която АЦ на ацетил КоА е С
от метил.група (при първия етап от цикъла на Кребс).
На фосфатни групи: вкл. се нуклеотидни коф.,
катализир. пренасянето на фосфатни гр. Енз. се нар.
трансферази.
АМФ, АДФ и АТФ, нар. с-мата на адениловата к-
на, са необх. коф. при пренасянето на фосф. гр. във
всички живи орг. АТФ съдържа две киселинноамид-
ни вр. (макроерг), които лесно се хидролиз., при к. се
освоб. значит. к-во енергия. АТФ взима участие в мн.
р-ции, заедно с енз. които катализират разкъсването
на една или друга вр. в АТФ.
Активират се разнообр. с-я за сметка на Е, освобод.
от АТФ. 1) Отцепването на крайния фосф. остатък от
молек. на АТФ и пренас. му в/у разл.с-я се катал. от
разл. енз – фосфотрансферази. 2) Отцепването на
пирофосфатен остатък от АТФ и пренасянето му в/у
разл .с-я се катал. от енз – пирофосфотрансферази. 3)
Отцепването на АМФ от молек. на АТФ и пренас. му
в/у разл. с-я е доказано при голям бр. енз. р-ии, катал.
от енз. нуклеотидилтрансферази. 4) Отцепването на
аденозилов остатък от АТФ и пренасянето му в/у
АК-та L-метионин е доказано при процеса биол.
метилиране. (активир. и пренасяне на метилови гр.)
При разнообр. биохим. р-ции важна роля наред с
АТФ играят и др. нуклеотидфосфати – уридинтри-
фосфат (УТФ), цитидинтрифосфат (ЦТФ).
6. Пренос на аминогр. и на едновъгл.
I. На аминогр. – спадат коф на вит. В6 (пиридок-
син) – пиродоксалфосфат (ПЛФ) и пиридоксиамин-
фосфат (ПМФ).
вит. В6
пиридоксалпиридоксамин
ПЛФПМФ
Фосфорилираните производни на пиридоксала и на
пиридоксамина влизат като коф в съст. на разнооб.
енз. нар. ПЛФ-зависими. ПЛФ е коф с многостранни
ф-ии. Взима участие в р-ии на преаминиране, бета-
заместв, декарбоксилиране на АК, отцепване на R от
АК. Участието на един и същи коф в толкова р-ии се
обяснява с общата теория на механ. на пиридоксало-
вата катализа. При присъед. на ПЛФ към алфа-АК се
получ. съед. нар Шифова база. Тя по-нататък се тав-
томеризира. След това хода на р-ята се определя от
строежа на белт. компонента, с която е свързан ПЛФ
както и от R на АК. При ПЛФ-зависимите енз. V на
р-ята нараства многократно като се наблюдава и
абсолютна субстратна специф. По-важните реакции,
в к. участва коф ПЛФ са: 1) преаминиране или транс-
аминиране – енз., к. катализ. този процес се наричат
аминотрансферази или трансаминази. 2) елиминира-
не на ОН гр. на бета-място в АК (превр. на L-серин в
пируват). 3) реакции на бета-заместване в АК (пос-
ледния етап от синт. на L-триптофана). 4) декарбок-
силиране на АК. 5) отцепване на R в АК (превръща-
нето на L-серин в глицин и формалдехид). 6) рацеми-
зиране на оптично акт. АК (превр. на L-аланин в D-
аланин).
II. Пренос. на едновъгл. гр. – При метабол. на в-
вата се изв. превр. или премествания на активни едно
въгл. гр. (фрагменти, отломки).Като пренос. на мети-
лови, хидроксиметилови, формилни групи се явява
коф тетрахидрофолиева к-на (ФК.H4). С енз. белт.
ФК.Н4 се свързва с ковал. вр. В образуването й взема
участие СООН гр. на глутаминовата к-на от коф.
Биохим. значение на ФХ.Н4 е голямо – от нея завис.
синт. на пурини, пиримидини, АК, алкалоиди и др.
При някои етапи от взаимните превр. на едновъгл.
гр. взима участие вит. В12-коензим, спадащ към
т.нар. кобамидни кофактори. Вит. В12-коензим е
произв. на вит. В12 (цианоколбамин).
8. Локализиране на енз. суровини за получ.
екстракция от кл.материал. фракциниране и
отделяне на баластни в-ва.
Има голям бр. енз. са свързани с кл. мембр. с-ми.
Ядро: могат да се разделят в няколко гр: 1) ензими
участв. в биосинт. и разгр. на в-ва от нуклеотиден
тип – панкреатична рибонуклеаза. 2) енз. участващи
в биосинт. на белт. – лигази. 3) енз. участв. в енерге-
тичния метабол: енз. от гликолитичния път, пентозо-
фосф. цикъл и ЦТК. 4) енз. участв. в межд. метабол.
МХ: в мембр. и матрикса на МХ има голям брой енз,
осигуряващи биохим. пр-цеси като ЦТК, бета-окисл.
на мастните к-ни, окисл. фосфорилиране.
Хлоропласти: характ. за растит. кл - голям брой енз.
Осъществ. р-ции, свързани с поглъщ. на светлинна Е
и с акумулирането й в хим. ф-ма. Лизозоми: установ
са редица хидролитич. енз. (ДНК-аза, РНК-аза и др.)
Микрозоми: Обхващ. ЕПР, образуван от ергастопл.
мембр. и рибоз. 1) ергастопл. мембр – енз, отговорни
за синтезата на триглицериди и мукополизахариди.
2) рибозоми – доказани са над 50 енз. Хиалоплазма:
енз. участв. в синт. на белт., НК, мастните к-ни и т.н.
Суровини за получаване: естествени източници
– животински органи и тъкани, растит. части, МО.
Първонач. енз. са се получ. изкл. от животински и
растит. суровини. Към първите се отнасят панкреас
(трипсин, химотрипсин), свинска мукоза (пепсин).
Към растит. суровини – прорастналия ечемик, семе-
ната на соята и други.
Екстракция на енз.: 1) механични методи – изп.
се хомогенизатор. Предимство – голям капацитет и
висока V. Недостатък – интензивно разпенване на
суспензията. В някои случаи се стига до понижаване
или загубване на енз. акт. В промишлени мащаби
при животинските тъкани се прилага замразяване,
нарязване на парчета и смилане в месомелачка. При
растит. кл. – оситняване и смилане в чукови мелници
2) физични методи – метод на осмотичния шок (про-
мяна в солевата конц. на средата); замразяване – раз-
мразяване, изсушаване на кл. с ацетонов прах. 3) хи-
мично методи – чрез хим. в-ва като к-ни, осн., соли,
орг. разтворители, детергенти. 4) енз. методи – изп.
се лизозим, протеиназа и др.
Фракциониране и отделяне на баластните в-ва:
1) денатуриране чрез нагряване – изп. се при термо-
стабилни енз. и енз. от термофилни МО. 2) промяна
на рН – за отстраняване на нуклеопротеиди се про-
меня рН на екстракта. 3) орг. разтворители – разд. на
плазмени белт. с етанол, ацетон. Работи се при ниска
темп. (-10 до -15С). 4) неутрални соли – NaCl,
MgSO4, Na2SO4, (NH4)2SO4 (той е с най-голяма
употреба). Предимства – добра разтворимост, р-ри с
висока йонна сила. Недостатъци – слаб, буферен ка-
пацитет и невъзм. в негово присъств. да се определя
количествено белт. Разтворимостта на енз. е най-
ниска при тяхната изоелектрична точка. За отделяне
на амон.сулф. се използва диализа. 5) хроматограф-
ски методи: А) адсорбционна – пропускане на енз. р-
р през колона, заредена с подх. подбран адсорбент.
Елуирането се извършва с р-ри с висока конц. на
поливалентни йони и с висока ст-ст на рН. Като
адсорбенти се изп. полярни с-ия (Al хидроксид, Mg
силикат) и неполярни с-ия (полистирол, полиамид и
др.) Б) йонообменна – осъщ. се процес на йонен об-
мен м/у намиращите се разтворени ензими и различ-
ните функц. групи, свързани за скелета на йонообме-
нника. Йонообменниците могат да бъдат: катионити
и анионити. Енз. молек. имат св-вото в зависимост от
конц. на Н+ в средата да придобиват пол. или отриц.
ел. заряд, т.е. да се отнасят като катиони или аниони.
Видове йонообменници: а) синтетични смоли - св-
вата им се определят от строежа на полимерната
мат-рица, големината на порите, вида и броя на
функ. гр. б) целулозни – имат хидрофилен скелет; в)
на декст-ранова база – SephadexG25 и G50, CM-
Sephadex и SP-Sephadex. В) молекулноситова –
разделянето е въз основа на разлика в мол. маса;
използват се декс-транови, полиакриламидни,
агарозни и смесени гело-ве. Г) афинитетна
хроматография – позволява да се изолират енз. от
сложни белт. смеси с висока степен на чистота. Изп.
се принципа на избирателното свър-зване на енз. с
определени лиганди, ковал. свързани с твърда
матрица (носител). По своя състав носите-лите са
неорг. (стъкло, активни глини), органични,
органични природни и органични синтетични (поли-
стирол, полиамидни и др.). Лигандът свързан с мат-
рицата трябва да съдържа функ. гр., к. да осиг. изби-
рателното свързване на определения енз. Съобразно
начина на използв. на лигандите се различ. няколко
случая: а) самост. използв. на твърдофазови лиганди
б) хим.-модифиц. лиганди чрез въвежд. на хидрофоб-
ни групи. в) лиганди, включени в неразтворими мат-
рици; г) лиганди, адсорбирани в/у неразтворими мат-
рици; д) лиганди, свърз. ковал. с неразтв. матрици.
Д) хроматофокусиране – фракциониране, съобразно
pI на енз. Е) електрофоретични методи – основават
се на различния ел. заряд на белт. в една смес, като
разделянето се осъщ. след подбиране на подход. ус-
ловия.
9. Изолиране, пречистване и кристализиране на
енз., критерии за хомогенност. Кристализ. на енз.
Изолиране и пречистване: Хроматографски
методи: А) адсорбционна – пропускане на енз. р-р
през колона, заредена с подх. подбран адсорбент.
Елуирането се извършва с р-ри с висока конц. на
поливалентни йони и с висока ст-ст на рН. Като
адсорбенти се изп. полярни с-ия (Al хидроксид, Mg
силикат) и неполярни с-ия (полистирол, полиамид и
др.) Б) йонообменна – осъщ. се процес на йонен об-
мен м/у намиращите се разтворени ензими и различ-
ните функц. групи, свързани за скелета на йонообме-
нника. Йонообменниците могат да бъдат: катионити
и анионити. Енз. молек. имат св-вото в зависимост от
конц. на Н+ в средата да придобиват пол. или отриц.
ел. заряд, т.е. да се отнасят като катиони или аниони.
Видове йонообменници: а) синтетични смоли - св-
вата им се определят от строежа на полимерната мат-
рица, големината на порите, вида и броя на функ. гр.
б) целулозни – имат хидрофилен скелет; в) на декст-
ранова база – SephadexG25 и G50, CM-Sephadex и
SP-Sephadex. В) молекулноситова – разделянето е
въз основа на разлика в мол. маса; използват се декс-
транови, полиакриламидни, агарозни и смесени гело-
ве. Г) афинитетна хроматография – позволява да се
изолират енз. от сложни белт. смеси с висока степен
на чистота. Изп. се принципа на избирателното свър-
зване на енз. с определени лиганди, ковал. свързани
с твърда матрица (носител). По своя състав носите-
лите са неорг. (стъкло, активни глини), органични,
органични природни и органични синтетични (поли-
стирол, полиамидни и др.). Лигандът свързан с мат-
рицата трябва да съдържа функ. гр., к. да осиг. изби-
рателното свързване на определения енз. Съобразно
начина на използв. на лигандите се различ. няколко
случая: а) самост. използв. на твърдофазови лиганди
б) хим.-модифиц. лиганди чрез въвежд. на хидрофоб-
ни групи. в) лиганди, включени в неразтворими мат-
рици; г) лиганди, адсорбирани в/у неразтворими мат-
рици; д) лиганди, свърз. ковал. с неразтв. матрици.
Д) хроматофокусиране – фракциониране, съобразно
pI на енз. Е) електрофоретични методи – основават
се на различния ел. заряд на белт. в една смес, като
разделянето се осъщ. след подбиране на подход. ус-
ловия.
Кристализация на енз.: Важен етап при пречист-
ването. Това, че енз. кристализира не означ., че е
достигната пълната му чистота, но показва, че не е
денатуриран (само нативните белт. кристализират).
За кристализ. се изп. методите: 1) методи, използв.
амониев сулфат: а) при постоянно рН се променя
конц. на солта; б) обратното. 2) методи, използв. орг.
разтворители; 3) методи, използв. соли на тежки ме-
тали - Hg соли при енолаза.
Критерии за чистота: За определяне еднороднос-
тта или хомогенноста на пречистените енз. се изпол-
зват следните методи: 1) ултрацентрофугиране; 2)
електрофоретични – разработени и изп. за анализа на
микроколич. – полиакриламидна електрофореза. 3)
имуноелектрофоретичен анализ – създаден от Грабер
след комбинирането на електрофоретичния със серо-
логичния метод. След електрофореза на белт. р-р се
прави в/у плаката страничен жлеб, в к. се поставя р-р
от антитяло. Посредств дифузия антитялото от жлеба
и белт. фракции се приближават едни срещу други.
При срещата – преципитационна р-ия – специфична
за двойката антиген-антитяло. По получените ивици
се съди за еднородността на изследвания белт. Фиг:
Криви на разтворимост: един от най-силните
критерии за еднородност е формата на кривата на
разтворимост. Фигура:
Хим. методи за определяне на N-крайни АК
остатъци – метод на Санджер, метод на Едман.
10. Многокомп.ф-ми на енз. Изоензими. Методи за
изсл. Класификация. Изоенз. на ЛДХ
Многокомп. ф-ми на енз. се използва като наим. за
белт, които катализират една определена биохим. р-я
и се срещат в прир. в един и същи вид.
Наименованието изоенз. се използва само при такива
многокомп. енз. които са възникнали от генетично
оределени разлики в първичната стр-ра. Причите за
многокомпонентност могат да бъдат: 1)генетично
независими белт. 2) хибриди от две или повече ППВ,
свързани нековал. 3) генетични варианти (алелоенз)
4) конюгирали белтъци 5) полимери на единична
субединица 6) конформац. различни форми. Групите
1, 2 и 3 са изоенз. тъй като биосинт. им се катализира
от определи участъци на ДНК. Групите 4, 5 и 6 са
само многокомп. ф-ми на енз.
Номенклатура на изоенз.: За наименованията им
могат да се използват тривиалните наименования.
След наимен. се поставя номер, с който се
обозначава електрофорет. подвижност, установена
пи оределени ус-я. С най-нисък номер се означават
онези енз, които имат най-висока електрофорет.
подвижност към анода. За да се избегнат двусмислия
при идентиф. на отделните изоенз. могат да се
посочват молек.маса, стабилността, стр-рата и др,
където е неоходимо.
Номенклатура на алелоенз.:Възникват в резултат
на алелни вариации. В наименованието на алелоенз.
се вкл. тривиалното наименование на нормалния енз.
последвано от тривиалното наим. на варианта.
Номенклатура на взаимопревръщащите се енз.:
Те се дефинират като взаимопревръщащи се ф-ми,
обр. чрез ковалентно модиф. на страничните АК-
вериги при биол. окисление. Взаимопревр. се ф-ми се
означават с буквоте “о” за немодиф. ф-ми(от original)
и с “m” за модиф. ф-ми от modified. За взаимопревр.
се енз. с дисулфидни вр. (-SH) форма се означава ка-
то “о”, а дисулфидната (-S-S-) форма като “m”.
Изоензими на ЛДХ: Най-отдавн аи най-добре про-
учени са енз. на ЛДХ. Това е НАД-зависима де-
хидрогеназа, която катализира взаимното превр. на
лактат в пируват.
Молек. на ЛДХ е изгр. от 4 субед. Всяка субед. с
молек.маса 35хил е способна да свързва една молек.
коенз. и да реагира независимо. През 1957 г Весел и
Беарн доказаха 3 активни компонента на ЛДХ след
ел.фореза на човешки серум в нишестен гел. През съ-
щата год. други двама учени доказаха присъствието
на 5 различаващи се ел.форетично компоненти на то-
зи ензим в екстракти на голям брой тъкани от живот-
ните и човека. К-веното съотн. на отделните ЛДХ
ва-рира в зависимост от тъканта. Според хипотезата
на Апела наблюдаваните при ел.форезата на ЛДХ 5
изоенз. се явяват резултат от различни комбинации
на два осн. типа субединици (А и В) до тетрамер: I
ивица – ВВВВ, II ивица – ВВВА, III ивица– ВВАА,
IV ивица – ВААА и V ивица – АААА. Съществуват
2 гена, които кодират синтезата на тези 2 типа субед.
Каплан предложил двата типа субед на ЛДХ да се оз-
начават с буквите H (от heart). Този тип субед. преоб-
ладава в кл. на еритроцити, бъбреците, мозъка. Има
най-голяма подвижност към анода. М (от muscle)
преобл. в кл. на черния дроб и скелетните мускули.
Има най-голяма подв. към катода.
През 1963 г се установи че има трета субед. на ЛДХ
– С. Нейната биосинт. се контролира от 3-ти ген.
ЛДХ ф-мата получена от нея е известна като ЛДХ-х.
Тя е тетрамер,състоящ се от 4 еднакви Х-субединици
Биол. роля на изоенз. на ЛДХ се свързва с типа на
метабол. в кл. и в тъканите. Изоенз. ЛДХ1 иЛДХ2
показват най-висока активност в при аеробни усл-я.
ЛДХ5 и ЛДХ4 са най-активни при анаеробни усл-я.
ЛДХ изоенз. имат диагностично значение в клинич-
ната биохимия и ензимолигия.
13. Идентифиц. на функц. групи в АЦ: рентгено-
стр. анализ, избирателно модифиц. на АК, конст.
на дисоциация
В белт. компонента на енз. се намират следните
функц. гр.: 1) СООН от аспаргиновата и глутамино-
вата к-на, както и такива в края на ППВ. 2) NH2 гр.
от лизин, както и такива в края на ППВ. 3) имидазол-
ни гр. от хистидин; 4) гуанидинови от аргинин; 5)
фенолни хидроксилни от тирозин; 6) алифатни хид-
роксилни от серин; 7) индолни от триптофан; 8) тио-
лови от цистеин; 9) -S-S- от цистин. Групите от 1 до
4 тъй като имат ел. заряд могат да взимат участие в
ES и във формир. на третичната стр-ра на енз. Групи-
те от 1 до 8 могат да участват в образ. на Н вр. като
донори или акцептори. Дисулфидните мостове игра-
ят съществ. роля при нагъването на белт. молек. Има
няколко подхода за идентиф. на функц. гр. в АЦ на
енз.: 1) рентгеностр. анализ – дава инф. за Е ES и EI,
за участието на функ. гр. в АЦ на Е. 2) избирателно
модифициране на АК остат. – с помощта на хим. ме-
тоди. Съед. използв. за модифиц. на АК, влизащи в
АЦ на енз. трябва да отговарят на следните изискв.
а) да реагират със страничните функц. гр. на малък
брой АК; б) да реагират в условия, при к. белт. молек
не се денатурират; в) да притеж. умерена реакц. спо-
собност; г) да не изискват сложни методи; д) беляза-
ните със съединението остат. да могат лесно да се
идентиф. в пептидите, получ. след разгр. на белт.
– серилови остат. – модифиц. им е добре изуч. при
редица енз., нареч. серинови хидролази. В АЦ на
последните сериловият остат. се обозначава като
активен серин. Сериловите остат. в АЦ на енз. прите-
жават силна чувств. към модифициращите съед. от
гр. на фосфоорг. съед. (ФОС). С тях обаче те не мо-
гат да реагират, ако белт. е денатуриран, по к. се
разл. от ост. серилови остат. в молек. След свързв. на
ФОС чрез ковал. вр. със сериловия остат. от АЦ, енз.
се инактивира.
- хистидилови ост. – за тяхното модиф. се прилаг.
ДНТ (за модиф. на хистидилови и тирозилови остат..
В сухо съст. ДНТ е силно взривоопасно в-во), фото-
окисление в присъств. на метиленово синьо; специф.
инхибитори на химотрипсин и трипсин.
- метионилови ост. – най-използваните методи за
модиф. им са алкилиране и фотоокисление с багрила
във водни р-ри на формиад или ацетат.
- СООН гр. – изп. се разл. съед. като водни р-ри на
карбодиимидни производни съвм. с етилов естер на
глицина.
- дисулфидни мостове – изп. се редукция с помощ-
та на 2-меркаптоетанол, превръщане в S-сулфонати с
помощта на цистеин, електролитна редукция.
Определяне конст. на дисоациация: При различ.
ст-сти на рН може да се определи конст. на дисоци-
ация или йонизация (Ка) на функц. гр., разполож. в
АЦ на Е. Обикновено тя се изразява във вид на рК
ст-сти. Двете величини са свързани по следния начин
рКа = - lg(Ka). Определянето на рКа на йонизиращи-
те се гр. е възможно тъй като те изпълняват катали-
тични ф-ии само в определена йонна форма. Тъй като
енз. са белт. те съдърж. в молек. си голям брой гр., к.
могат да се йонизират. Следователно енз. могат да
съществ. във вид на разл. йонни форми. Каталитич-
ната активност на енз. се набл. в тесен интервал от
рН. Това е формирало предполож., че само една от
йонните форми на енз. е каталит. активна. Това е гр.
йонизираща се в самия АЦ на енз. и участваща непо-
средств. в катализата. Йонизацията на гр. отдалечени
от АЦ не указва директно влияние в/у каталит. актив.
Определянето на конст. на дисоциац. на гр. влизащи
в АЦ на енз. дава информ. за тяхната хим. природа.
Тези ст-сти могат да се изменят съществ. когато се
образува ES, тъй като при свързв. си S изменя рК на
гр. в АЦ.
16. Молек. механизми с участ. на хистидин-
серинов к-с и с фенолна гр. от тирозин. Молек.
механизъм на каталит. действие АХЕ.
Изследв. в/у химотрипсина и сродните му енз. по-
казват, че в образ. на межд. прод. (ацилензим) като
нуклеофилна гр. участва ОН гр. на сериловия остат.
(Сер195). Повиш. й нуклеофилност се дължи на
имидазоловата гр. от хиситидина (хис57). Двете гр.
са сближени простр. в АЦ на енз. Формирал се е
хистидин-серинов каталит. к-с Тази област в трети-
чната стр-ра на енз. представл. цепнатина или джоб.
С присъствието й се обяснява също специфичността
на химотрипсина при катализиране хидролизата на
пептидните вр., образувани от карбокс. гр. на аромат-
ните АК тирозин, триптофан и фенилаланин. В меха-
низма на действ. на някои енз. съдържащо хистидин-
серинов к-с могат да участв. и някои др. функц. гр.:
фенолна гр. от тирозина при каталит. действ. на АХЕ
АХ + Н2О ? холин + СН3СООН
АЦ на АХЕ е изгр. от 2 участъка – анионен и естера-
зен. В анионният учатък (АУ) присъс. своб. СООН гр
к. взаимод. с + заредената гр. на АХ. В естеразният
каталит. участък (ЕУ) влизат гр. на хистидин-сери-
новия к-с и фенолната гр. на тирозина. В близост до
този участък се приема и същ. на хидрофобна област.
При приближ. на АХ към енз. се изв. свързването му
с АУ от АЦ. S-молек. е ориентирана в/у каталитичн.
участък на АЦ. Образ. се ацетилиран по серин ензим
(ацилензим). Като протонен акцептор служи имида-
золната гр. на хистидина, а като протонен донор –
фенолната гр. на тирозина. Ацетилираният ензим се
хидролизира в присъс. на Н2О. Изв. се обратен прот.
пренос, при к. се отд. СН3СООН и АЦ на Е отново
възст. своето първон. съст.
12. Активен център (АЦ) на енз. и функц. гр. в
него. Деф. за АЦ. Участ. и функц. гр. според
Кошланд. Теор. за индуц. стр-рно съотв. м/у Е и S.
АЦ се деф. като простр. стр-рна област от Е молек
имаща опред. степен на сложност. В него се осъщ.
специф. простр. комплексообразуване м/у Е и S с
участието на евентуален коф. както се извършва и
енз. р-ия. Приема се, че АЦ на енз. е съставен от
определени участъци или области. Според Кошланд
АЦ на Е молек. е съставен от 2 участъка: контактен
(котвен), в к. се реализира специф. сродство и вр. м/у
Е и S; каталитичен, в к. протичат процесите на енз.
катализа. В последн. години се говори за съществ. на
адсорбционен участък, осигуряващ достъпа на огра-
ничен брой S молек. до каталит. участък. Чрез рент-
геноструктурния анализ се потвържд. присъствието
на вдлъбнатина (джоб) в стр-рата на редица изследв.
енз. В нея е разполож. АЦ със своите участъци. В АЦ
трябва да участват редица функц. гр., ориентирани
по определен начин в простр., така че да си взаимод.
с групи от субстр. молек. Кошланд различ. три типа
функц. групи: 1) каталитични – участват пряко в р-
иите на превр. на S в Р. Те се намират в каталитичния
участък на АЦ. 2) спомагателни (контактни) – топо-
графски съседни на каталитичните, в/у чиято реакц.
способност и ориентация те повлияват. 3) помощни –
топографски отдалечени от каталитичните. Ролята
им се състои в осигуряване на конформацията и на
други физ. св-ва на цялата енз. молек. Функц. групи
локализ. в АЦ спадат към различни части на ППВ,
понякога отдалечени една от друга, но пространстве-
но сближ. при изграждане третичната стр-ра на белт.
Кошланд замени представите на Фишер за шабло-
нното соътв. м/у Е и S с хипотезата за индуцираното
стр-рно съотв. м/у Е и S. В основата на тази хипо-
теза лежи предполож., че образув. на ES е свързано с
динамични промени в простр. и електронната конфо-
рмация на к-са. S след като проникне в АЦ на Е пре-
дизв. съществ. изменения в геометр. му. За енз. дей-
ствие е необх. каталит. активните гр. да бъдат ориен-
тирани спрямо S по определен начин. Когато проник-
не в АЦ на Е, S индуцира определено ориентиране на
каталит. гр. както една спрямо друга, така и спрямо
вр., к. подлежи на разгражд. Образ. се активен ES.
Когато вместо нормален S в енз. р-ия участват него-
ви аналози настъпилите геом. промени в енз. молек.
не водят до образ. на ES.
В разл. енз. броят на АЦ е разл. Не съществ. коре-
лация и с броя на субединиците при енз. с 4-ична
стр-ра. В едни случаи броя на АЦ е равен на броя на
субед., а в други той е по-малък. Ако в състава на Е
влизат някакви коф., к. взимат участие в каталит. акт
се приема че броят на АЦ не е по-голям от този на
коф.
1. Развитие на ензимологията
В нач. на 19-ти век са описани много р-ии, к. днес
се причисляват към ензимните – воден р-р на прора-
стнал ечемик има способността да разгр. нишестето
до глюкоза. Това било откриването на известните
сега амилазни енз. По това време било установено
действ. на други ферменти като липаза, панкреатин
(съвк. на енз. от панкреаса), пепсин, трипсин. В 1863
Берцелиус деф. понятието катализа – явление, при к.
V на хим. р-ия се изменя под действ. на в-ва, нареч.
катализатори. Ферментите били причислени към гр.
на катализаторите. Луи Пастьор смятал, че не може
да има ферментация без живи организми. Либих
считал, че всички протичащи в прир. явления са
верига от чисто хим. проц. Това схващане противо-
речи на схващането на Пастьор и неговите последо-
ватели за участ. на живите организми във фермента-
ционните процеси. В 1876 Кюне употр. за първи път
наименов. енз. за ферментите намиращи се в съст. на
кл. В края на 19-ти век броят на енз. нарастнал и се
появила нуждата от тяхното наименуване и класиф.
През 1883 била предложена първата номенклатура –
енз. се наименуват с имената на в-вата, к. те специ-
фично разгр. (субстрати), като към корена на тези
наименов. се прибавя оконч. “аза”. Наименованието
може да произхожда от имената на процесите, к. енз.
катализират, като също окончават на “аза”. В 1894
Фишер формулира представата за енз. специфичност.
Той предлага хипотезата, че е необх. субстратът да
приляга към енз. – принципа “ключ – ключалка”. В
1902 Браун предполага, че E и S реагират обратимо
като образуват ES. В 1913 Михаелис и Ментен
извеждат уравнение за V на необратимите енз. р-ии с
един субстрат. Варбург изследвал дрождев флаво-
протеиден енз. и установил, че той се разделя на бел.
и жълто багрило, к. обратимо се свързва с белт. и
служи като маркер на енз. активност. Той поставя
основите за изследване на коф.
Развитие на енз. в България: Наред с учебно-
преподава-телската дейност у нас се е извършвала и
научно-изследователска в областта на биохим. и
ензимолог. Наши учени развиват широка научно-
изследователска дейност и публикациите им придо-
биват международна известност. Такъв български
изследовател и преподавател е проф. Златаров. На
него принадлежи първият научен труд по биохим.,
както и първия обзорен труд по ензимология. Той е
публикувал 87 научни труда. д-р Златаров като хаби-
литиран преподавател изнасял лекции в/у енз. в кур-
совете с биохим. съдърж. След смъртта му на сту-
дентите били четени лекции от доц. д-р Спасов, д-р
Николов и проф. Спасов. След смъртта му изследва-
нията по ензимология у нас загубват своя системен и
интензивен характер.
11. Субстр. специф. на енз. Видове енз. специф. Д-
ва за съществ. на ES. Многоточково свързване. ES
междинни к-си.
Вис. специф. на енз. действие е характ. св-во на
енз., по к. те се различават от неорг. и от някои орг.
катализат. Разпознаването м/у енз. и съотв. им субс-
трати се нар. субстр. специф. Фишер предлага хипо-
тезата ключ-ключалка, според к. за да се извърши
дадена енз. р-ия подобно на кл. субстратът трябва да
прилегне към енз. (ключалка). Трябва да същ. стери-
чно и стр-рно съотв. м/у Е и S.
Видове енз. специф: 1) абсолютна – притежават
енз., к. катализ. само една р-ия, в к. участва опреде-
лен S (уреаза, аргиназа, аминоацил-тРНК-лигази).
Ако поради допусната грешка, някоя АК се присъед.
към чужда тРНК се стига до синт. на мутантен белт.
2) групова – притежават енз. катализ. един и същи
тип хим. р-ия, при к. се засяга еднотипна вр. (карбо-
ксипептидази, дехидрогенази – алкохолдехидрогена-
за (катализ. действието само на алкохоли) 3) специф.
по отн. на един тип р-ия – притежават енз., катализ.
промените на един и същ тип хим. вр., без да се дър-
жи сметка за групировките, к. стоят непоср. до нея.
4) стереохим. – притеж. енз., катализ. промените на
оптични и геом. изомери. Този вид специф. обикн. е
абсолютна. Тя се набл. и в случаите, к. S представл.
смес от 2 геом. изомера – CIS и TRANS. Напр. при
съед. фумарат (trans) и малеинат (cis). В ензимолог.
са известни случаи на стереохим. енз. специф., кога-
то енз. могат да различават хим. еднакви гр. в съвър-
шено симетрична субстратна молек. Напр. превръщ.
на цитрата в изоцитрат през cis-акониат. За обясне-
ние на стереоспециф. превръщане на ОС е установ.,
че е необх. контакт най-малко в 3 разл. точки м/у мол
на S и Е.
Изучаването на енз. специф. е довело до оформ. на
концепцията за многоточковото свързване на Е и S.
Според нея в образ. на междинните ES взимат участ.
няколко функц. гр. от Е и S. В сила е принципа на
комплементарността, според к. две молек. пов-стите
на които са комплементарни се стремят да си взаим.
една с друга.
ES межд. к-си: Браун и Анри изуч. влиянието на
конц. на S захароза в/у активността на бета-фрукто-
фуранозидаза. Те открили, че V на р-ията се влияе
при ниски захарозни конц. и не се влияе при високи.
Анри предполож. че действ. на енз. се осъщ. само
благод. на образуването на межд. к-си м/у Е и S, к.
той нарекъл ЕS. Възн. въпросът дали тези к-си са
обективна реалност. Оказало се, че ES межд. к-си са
толкова нестабилни и с такъв къс живот, че убягвали
да бъдат регистр. от аналитичните методи, с к. тогава
са разполагали. През 1937 г. двама учени показали,
че енз. пероксидаза променя своя абсорционен спек-
тър при съед. си H2O2. По-късно Чанс проследява
процеса на образ. и разпадане на ES м/у пероксидаза-
та и Н2О2:
пероксидаза + Н2О2 ? ES (пероксидаза - Н2О2)
В отсъс. на донор на Н (АH2) образуваният ES същ.
без протичане на пероксидазна р-ия.
ES + AH2 ? пероксидаза + А + 2Н2О
Благод. на това ES комплекса бил изучен от Чанс,
както в съст. на равнов., така и в условия на протича-
не на р-ията. За изуч. образ. на ES к-с бил предложен
метода за седиментация в ултрацентрофуга. Според
него ES к-си като по-тежки могат да се утаят на дъ-
ното на центр.епр. при достиг. на опред. V, а S молек
като по-леки да останат в супернатантата.
19. Алостерична регулация на енз. Определение.
Св-ва на АЕ. Модели. Уравнение на Хил.
Алостеричните енз. (АЕ) играят важна роля в
коорд. и регул. на метаболит. процеси. Те се наричат
регулаторни. Активн. на АЕ се регулира по принц. на
обратната вр. с помощта на в-ва нар. алостерични
ефектори или модификатори. По хим. стр-ра алостер.
ефект. се различ. от субстратите. Те могат да бъдат
крайни прод. на даден биосинт. път, хормони, метал-
ни йони и др. Молек. на алост. ефект. се свързват
специф. с енз. не в АЦ, а в някакъв друг център, нар.
алостеричен (регулаторен). При взаимод. на АЕф и
АлостЦ настъпват конформ. промени в молек. на Е
те засягат АЦ в рез. на к. се пром. сродств. м/у Е и S.
Алостерично инхибиране и активиране. Алостерич.
взаимод. се осъщ. с голяма бързина. АЕ имат 4-ична
стр-ра и са изгр. от голям брой субед. Взаимод. с
АЕф предизвиква при някои енз. промяна в 4-ичната
им стр-ра съпровождана с дисоциация на субед. АЕ
не се подчиняват на класическата кинетика на Миха-
елис-Ментен. При тях се набл. аномален ход на кин.
крива, изразяваща зависимостта на V от конц. на S.
При АЕ се набл. кооперативност, когато те се свързв.
с повече от 1 лиганд. Кооперативните ефекти могат
да бъдат + или -. При + се повиш. сродството на енз.
молек. към следващия лиганд. При – е обратно. За да
се обяснят алост. взаимод. са предложени редица
модели: 1) модел на 2 съст.: АЕ са олигомери изгр. от
симетрично подредени протомери (не < 2). Молек. на
енз. притеж. най-малко 1 ос на симетрия. Във всеки
протомер се съдържа само по 1 център за свързване,
к. се специф. за всеки лиганд. Олигомерната молек.
може да се намира в разхлабено съст. – с най-малка Е
на взаимод. м/у протомерите в олигомера, или напре-
гнато съст. – най-голяма Е. Преходът от едното в
другото съст. се извършва съгласувано. 2) модел на
Кошланд – на последователни конформ. изменения.
В отсъст. на лиганди енз. има опред. конформ. съст.
При свързв. с лиганд се индуцира конформ. измене-
ние в субед., к. се предава на съседната. Уравнение
на Хил: имаме n свързващи центъра, към които се
присъед. n лиганда.
Уравн. на Хил е ур. на права линия, чийто наклон е
равен на n, нар. коеф. на Хил, к. се определя графичн
и n може да не е цяло число.
14. Механизми на енз.-катализ. р-ии. Видове: кис.-
осн. и електрофилно-нуклеофилна катализа
Ензимно субстратните каталит. р-ии в преобладав.
си част могат да се отнесат към хомогенната катали-
за – реакц. компоненти се нам. в една и съща фаза.
Киселинно-основна катализа: При нея катализат.
(к-на или основа) способства за присъед. или за отде-
лянето на протон. Теорията за кис.-осн. катализа е
съст. част на разв. от Брьонстед теория за кис. и осн.
Според нея к-ната се определя като донор, а осн. –
като акцептор на протони. При р-ии на присъед. или
отделяне на протони се образ. межд. съед. – интерме-
диат. На него се дължи понижаването на Еа и ускор.
на катализ. реакция. От межд. съед. се образ. по-на-
татък съотв. крайни прод. Кис.-осн. катализа се дели
на специф. и обща. А) специфична – към специфич-
ната киселинна катализа се отнасят р-иите, катализ.
от Н3О+, к. представлява хидратиран протон с една
молек. вода. Към специф. основна катал. се отнасят
р-ии, катализ. от ОН-. При р-иите на специф. катали-
за, катализаторът не влиза в преходното съст. на пре-
връщащия се S или ако влиза, то превръщането на S
не се явява скоростоопределящ стадий на р-ията. Б)
обща кис. и осн. катал. – при общата к-нна катализа
за донор на протон се изп. к-ни от типа НА с изкл. на
споменатия Н3О+. При общата основна катал. S се
активира посредством акцептор на протон с изкл. на
OH-. При общата катализа катализаторът винаги вли-
за в преходното съст. на превръщащия се S и разгр.
на S е стадий, лимитиращ V на целия процес. В) об-
ща кис.-осн. – когато търпящата превръщане мол. на
S се подложи на едновременното действие от страна
на 2 катализат. (к-на и осн), катализата се означ. като
обща кис.-осн. В енз. се съдърж. функц. гр., к. могат
да функц. като к-на или осн.
Електрофилно-нуклеофилна катализа: Люис
определя к-ната като акцептор, а осн. като донор на
ел. двойка. По такъв начин всички електрофилни
съед. биха могли да се обозначат като к-на, а нуклео-
филните като основа. А) електрофилна катал. – про-
тича по йонен механизъм. Като катализатори могат
да участват постъпващи от разтворителя протони,
различни видове метални катиони (Zn2+, Mg2+ и др.)
и ОС притежаващи гр. способни да приемат е-. При
електрофилната катализа катализаторът образува с S
ковал. межд. съед. – интермедиат, к. може да се нат-
рупва или не в хода на р-ията. Б) нуклеофилна ката-
лиза – също протича по йонен механизъм. Има 3 изи-
сквания за осъщ. на ефективен процес на нуклеофил-
на катализа: а) катализаторът трябва да притежава
по-голяма нуклеофилна, реакц. способн., отколкото
крайния акц. б) межд. прод. трябва да бъде по-реакц.
способен от S. в) за да не се натрупва межд. прод. в
р-ията, той трябва да е термодинамично по-малко ус-
тойчив отколкото крайния прод. В) обща електрофи-
лно-нуклеофилна катализа – когато молек. на S се
подложи на едновр. действие от страна на 2 катализ.
(електро- и нуклеофилен), катализата се означ. като
електрофилно-нуклеофилна. В енз. се съдържат ред.
функц. гр., к. могат да функц. като електрофилни гр.
или к-ни по Люис и като нуклеофилни гр. или осн. по
Люис.
2. Хим. строеж на енз. Прости и сложни Е. Роля на
белт. компонента. Изследване на белт. стр-ра.
1) прости и сложни енз. – енз. се деф. като разтвор.
глобуларни белт., притеж. каталит. св-ва – белт. ката-
лизат. на кл. По хим. строеж се делят на 2 гр. – прос-
ти и сложни. Простите (еднокомпонентни енз.) са
изгр. изцяло от белт. и при хидрол. им се доказват
само алфа-АК. Сложните (дву- или многокомпон. Е)
са изгр. от белт. или в-ва с небелт. характ. – коф. За
обознач. на двукомпон. енз. е във. наименов. холоЕ,
за белт. молек. апоЕ, а за коф. – коЕ. За обозначав.
на двукомпон. енз. Варбург изп. наимен. Е-протеид, а
за коензима – простетична гр. Сложните Е са повече
на брой от простите. Вр. м/у белт. и небелт. компон.
може да бъде разл. здрава – ковал. или временна.
При двукомпон. енз. в завис. от характ. на вр. се изп.
следните наименов. за коф: при ковал. – простетична
гр., при временна – коензим. Специф. ф-ии на прост.
и сложн. енз. се опред. винаги от строежа на белт. им
компон., но не и от строежа на коф.
2) белт. стр-ра на енз. – 20 разл. L-алфа-АК, пепт.
вр. (киселинно-амидна). Атомите на пепт. вр. лежат в
1 равнина. N-край и C-край. Като основен разделит.
критерий м/у полипептиди и белт. се предлага голе-
мината на Мм, Мм > 10 хил. Da – белт. За описване
строежа на белт. молек. са във. нива на организация:
А) първично – броят и последоват. на подреждане на
АК свързани пом/у си с ковал. пепт. вр. Има много
дисулфидни мостове, образувани от –SH гр. на 2
цистеинови остат. Могат да са вътр.-верижни и меж-
дуверижни. Б) вторично – осъщ. се при частично на-
гъване или спирализ. на ППВ. Реализира се с участ.
на Н вр. Полинг във. представата за 2 най-вероятни
конформ. на ППВ: алфа спирала и бета лист. Всеки
един ход на алфа спир. има дълж. 0,54 nm и съдържа
3,7 АК остат. Н вр. са насочени по оста на спиралата,
а R на АК са разполож. навън от нея. В) третично –
образ. се от простр. подрежд. на всички спирализира-
ни и неспирализ. участ. на ППВ в общия строеж на
белт. молек. Опр. се от генет. дефин. АК-последоват.
– първичната стр-ра. Важна роля играят нековал.
сили на взаимод. като Н вр., хидрофобни, електро-
статични и др. Най-малките промени в уникалната
белт. простр. стр-ра се отразяват чувств. в/у каталит.
акт. на енз. За определяне на третичната стр-ра се
изп. като най-надежден метод рентгеноструктурния
анализ. Стр-рата на енз. в р-р и в кристално съст. не е
еднаква. Г) четвъртично – схваща се като високо-мол
система, съст. се от нековал. свърз. ППВ, нареч.
субединици. Броят на субед. е постоянна велич. При
еднакви субед. белт. се нарич. хомоложни, а при разл
– хетероложни. 4-ичната стр-ра лесно се дисоциира
чрез в-ва предизв. денатурация – карбамид, SDS.
15. Мех. на енз. р-ии с участ. на имидазол. Св-ва
на имидаз. пръстен. Хистидин-серинов каталит.
к-с. Молек. мех. за действ. на химотрипсин.
Хистидинът влиза в АЦ и е отговорен за каталит.
действие на много енз. като химотрипсин, трипсин,
панкреатична РНК-аза и др. Съдържащият се в хис-
тидина имидазолов пръстен притеж. опред. св-ва:
имидазолът е най-силната осн., к. може да същ. в
свободен вид при неутрално знач. на рН. Във водни
р-ри единият N-атом N1 придобива кис. св-ва, а
другия – N3 – основни св-ва. Имидазолът може да се
разгл. като амфотерно съед. – способен е да приема
или да отдава протон от молек. си, при к. се получ.
положит. или отриц. имидазолов йон.
При атака с протон или някаква полож. заредена гр.
имидазолът може да претърпи тавтомерно превр.
Изследв. в/у химотрипсина и сродните му енз. по-
казват, че в образ. на межд. прод. (ацилензим) като
нуклеофилна гр. участва ОН гр. на сериловия остат.
(Сер195). Повиш. й нуклеофилност се дължи на
имидазоловата гр. от хиситидина (хис57). Двете гр.
са сближени простр. в АЦ на енз. Формирал се е
хистидин-серинов каталит. к-с Тази област в трети-
чната стр-ра на енз. представл. цепнатина или джоб.
С присъствието й се обяснява също специфичността
на химотрипсина при катализиране хидролизата на
пептидните вр., образувани от карбокс. гр. на аромат-
ните АК тирозин, триптофан и фенилаланин. През
1969 г. двама учени установ. че същ. простр. близост
м/у аспаргиновата к-на (асп102) и хистидин-серино-
вия каталит. к-с в третичната стр-ра на тозил-химо-
трипсина. Взаимод. м/у асп102, хис57 и сер195 оси-
гуряващо пренасянето на отрицателен заряд от
асп102 до серин195 е наречено релейна система за
пренасянето на заряд. Ролята на асп102 се заключва в
стабилизирането на положит. имидазолов йон, к. се
образува в хода на реакцията. Когато S навлезе в АЦ
на химотрипсина след съотв. конформ. промени се
образува ES. Намиращият се в протонирано съст.
сер195 има ниска нуклеофилност. Хис57 действа
като осн. катализат. и откъсва протон от ОН гр. на
сер95. Повишава се нуклеофилността на О-атом в
серина, имидазоловата гр. в хистидина се превр. в +
зареден имидазолов йон. Активният О-атом в сер195
извършва нуклеофилна атака в/у С-атом от карбони-
лната гр. на S – обр. се межд. прод. Осъщ. се ковал.
катализа. Межд. прод. се разгр. до ациленз., възста-
новен имидазолов остатък и първи реакционен прод.
Завършва етапа на ацилиране. В присъс. на Н2О ацил
енз. се хидролизира (чрез деацилиране). Получава се
изх. енз. и втори реакционен прод. – орг. к-на.
17. Мех. на енз. р-ии без участ. на имидазол. Мол.
мех. за катал. действие на лизозим и пепсин.
Мех. на действ. на лизозим: Лизоз. катализ. хид-
ролизата. на бета-1,4-гликозидната вр. м/у N-ацетил-
мураминова к-на и N-ацетилглюкозамин в хетеропо-
лизахаридите, к. изгр. кл. стени на бакт. Третичната
простр. стр-ра на лизозима е така оформ., че образ.
дълбока цепнатина, к. представл. АЦ на енз. В нея
могат да се поместят най-много до 6 монозахаридни
остатъка или 1 хексазахариден фрагмент. Всеки от
мономерите му се свързва за лизозима с Н вр. и Ван-
дервалсови вр., при к. се образ. ES. В АЦ на лизоз. са
разполож. АК-остат. от асп152 и глу35. Те се прием.
за каталит. функц. гр. в АЦ на енз. Те имат разл. св-
ва. Асп52 се нам. в полярно обкръжение, поради к. се
намира в йонизирано съст. при рН = 5. Глу35 се нам.
в неполярно обкръж. поради к. се намира в нейониз.
съст. при рН = 5. Протонът от карбокс. гр. на глу35
атакува О от споменатата гликозидна вр. В резултат
на тази електрофилна атака гликоз. вр. се разкъсва.
Разкъсв. й води до образ. на + зареден карбениев йон.
Той се стабилиз. чрез взаимод. с СООН гр. на асп52
като се образ. естероподобно съед. Протон. от СООН
гр. на глу35 се възст. за сметка на йонизираната вод-
на молек. ОН гр. на последната взаимод. с карбение-
вият йон, с к. завършва хидролизата на S.
Мех. на действ. на пепсин: пепс. спада към подк-
ласа аспарг. протеинази, тъй като съдържа в АЦ ка-
талит. акт. гр. от аспарг. к-на. Този Е е познат още
като карбокс. или кисела протеиназа, тъй като има
рН оптимум в силно кис. област. Пепс. катализ. хид-
ролизата и синт. на пептидни връзки, както и р-иите
на транспептидиране. В АЦ на пепсина са установ. 2
каталит. акт. гр. от аспарг. к-на – асп32 и асп215. 2-та
остатъка от аспарг. к-на са свърз. пом/у си с Н вр.
Асп32 е в йонизирано съст., а асп215 в нейонизирано
Пепс. функ. по типа на общата осн. катализа на етапа
нуклеофилна атака на карбонилната гр. на хидроли-
зиращата се вр. Той способства за отцепването на
протон от молек. на Н2О. В този процес се изкл. обр.
на ациленз., т.е. отсъс. ковал. межд. съед. Аминът,
напускащ межд. к-с трябва да бъде протониран.
18. Роля на коф. и металите в мех. на енз. действ.
Пиридоксалфосфат-зависими енз. Действие на
карбоксипептидаза А.
ПЛФ-зав. енз.: енз. гр. съдържаща като коф. ПЛФ
катализира превръщанията на алфаАК в организм. В
АЦ на енз. ПЛФ се намира във форма на съед. със
свободна алдехидна гр., а като вътр. шифова база –
алдимин, образувана от алдех. гр. на коф. и аминогр.
на лизина. При образ. на межд. съед. (шифова база)
на енз. с аминосубстратите не се изв. конденз. м/у
алдех. и аминната гр. с отд. на Н2О, а протича р-ия
на трансалдиминиране. За по-натат. превр. на АК в
ES до съотв. реакц. прод. имат значение кис.-осн. гр.
нам. се в АЦ на ПЛФ-зав. енз.
Карбоксипептидаза А: Ролята на металите в АЦ
на енз. се разглежда в тясна коорд. с каталит. актив-
ните кис.-осн. гр. Установено е участ. на метали при
каталит. действ. на редица енз.: 1) Zn – карбоксипеп-
тидаза А и В; 2) Fe – сукцинатдехидрогеназа; 3) Cu
уратоксидаза; 4) Мо – нитратредуктаза; 5) Mn – пи-
роваткарбоксилаза; 6) Са – алфаамилаза; 7) Со – ас-
партаткарбоксипептидаза. Металът може да играе
роля на донор или акцептор на електр. за S. Този е-
пренос води до поляризиране и лабилизиране на хим.
вр. в молек. на S. Такава е ролята на Zn в АЦ на кар-
боксипептидаза А, катализиращ хидролизата на С-
крайната пептидна вр. в полипептиди и белт. Карбок-
сипептидаза А се характ. с установена първична и
вторична стр-ра. Zn-йон от АЦ е свързан координа-
тивно със страничните вер. на хис69, глу42 и хис190.
4-ият лиганд в своб. Е е водна молек. АЦ на карбок-
сипептидаза А предст. дълбока цепнатина, в к. се
разполага страничната вер. на С-крайната АК на S.
При обр. на ES с S глицил-L-тирозин, Zn йон се св.
координативно с О от карбонилната гр. на глицило-
вия остат., при к. се освоб. водната молек. Ролята на
Zn йон се състои в засилване на поляризацията на
карбонилната гр. от пептидната вр. и в лабилизиране
на последната. Металът играе роля на електрофилен
катализ. При обр. на ES настъпв. конформ. измен. в Е
Те потв. хипотезата за индуцир. стр-рно съотв. м/у Е
и S. 3 гр. от АЦ на енз. молек. уч. в мех. на нейното
действ. – Zn2+, COOH гр. от глу270 и фенолната хи-
дрокс. гр. на тир248.
3. Неорг. и орг. коф. Металактивируеми и
истински метални енз.
Каталит. действие на сложните енз. протеини се
проявява само в присъс. на опред. орг. и неорг. в-ва
нареч. коф. 1) орг. коф. – в-ва с разнообр. строеж
спадащи към гр. на непръстенните и пръстенните с-я:
карбопръстенните и хетеропр. ОС. Орг. коф имат
хар. особ. а) нямат белт. строеж, ниска Мm, термо-
стаб. в-ва; б) структ. произв. на vit; в) не пром. хим.
си стр-ра след завършв. на р-ята; г) изп. ф-ята на
преносит.; д) след свързв. на енз. с коф. се променя
конформ. на енз. – той преминава в каталит. акт.
съст. Oрг. коф. се класиф. в няколко групи: редокси-
преносители, преносит. на фосфатни гр., на ацилни
гр., на аминогр., на едновъгл. гр., на СО2 и на алде-
хид. гр. 2) неорг. коф. – спадат редица метални ка-
тиони и някои аниони. Енз., при каталит. действ. на
к. е необх. участ. на метални катиони се делят на 2
гр.: а) металактивируеми – за да проявят своята ката-
лит. акт. се нужд. от прибав. на опред. метални йони.
При отделянето на последните от енз. белт. активно-
ста на енз. рязко се пониж. При тези енз. металните
йони не се свързв. с енз. белт. в строго опред. стехио-
метрични отнош. В някои случаи металните йони мо-
гат да бъдат абсол. специф. за действието на даден Е.
В други случаи един Е може да бъде активиран от
йони на няколко метала – енолаза от Mg2+, Mn2+,
Zn2+. Понякога за актив. на един Е е нужно едновр.
действ. на 2 метални катиона с разл. валентност.
Някои метални йони инхибиращи голям брой енз. се
оказват активатори на дадени енз. при опред. ниска
конц. Анионите са с по-малко изразена специф. спр.
действ. на енз. б) истински металоенз. – съдърж. в
АЦ на мол. си опред. метални йони. Те са свърз. в
строго опред. стехеометрични отнош. с енз. белт. или
със съотв. коф. Металът в АЦ играе роля на естеств.
маркер. Мет. йони играят опред. роля в АЦ като взи-
мат участ. в каталит. акт. Разделянето на металакти-
вируемите от истинските металенз. е до голяма сте-
пен условно. Условен разделителен критерий м/у 2-
те гр. е ст-стта на стабилитетната конст. – по-голяма
ст-ст, равновесието е по-силно изтеглено към образ.
на истинския металоенз. к-с.
20. Имобилизирани енз. (ИЕ) и кл. от МО. Видове
носит. Методи за имобилиз. на енз. Св-ва на ИЕ.
ИЕ са енз., физически ограничени или локализира-
ни в опр. област от простр., запазили своите каталит.
акт. и възм. да се изп. многокр. и непрек. Тази опред.
област от простр., в к. се намир. енз. се нар. енз. фаза.
ИЕ имат съществени предимства в сравн. с нативни-
те енз.: лесно се отделят от реакц. среда, к. позволява
бързото спиране на р-ията, повторно прилож., лесно
отд. на получ. прод. ES р-ията се контрол. лесно и е
възм. изменян. в желана от нас посока на енз. св-ва
(активност, специф., стабилност).
Имобилиз. кл. от МО също имат редица предимст-
ва – не се нужд. от разходи, свърз. с изолир. и пречи-
ств. на енз. Разходите за изолир. и пречиств. на прод.
са миним. ИК имат повишена акт. и стаб. ИК функц.
без прибавянето на външни коф.
Видове носители: Трябва да притеж. редица кач.
като мин. разтв. във вода или водни р-ри, висок афи-
нитет към енз. белт., висока стаб., разл. по знак ел.
заряд от този на енз. Носит. са 2 гр.: А) орг. високо-
молек. – те биват прир. и синтетични. а) природни –
с най-шир. прил. са полизахаридите целулоза и ней-
ните произв., агароза и произв. й, модифиц. нишесте.
б) синтетични – сравнит. най-отдавна са нам прилож.
полиакриламидните гелове (ПАА гелове). Те могат
да се изп. при приготв. на реакц. способни полимери.
Други въвед. в практик. синтет. носит. са: полиамид,
полистирол, поливинилов алкохол, полиетилен гли-
кол. Б) неорг. – макропорести стъкла, силика гели,
метали и окисите им. Те са здрави, не се атакуват от
МО, лесно могат да присъед. реакц. способни гр.,
лесно се регенерират.
Методи за имобилиз. на енз.: изп. се за лаборат. и
промишл. цели. Те са 4 осн. гр.: А) методи на свързв.
с носител – съобразно начина на свързване на енз. с
носит. могат да се различат адсорбц., йонни и хим.
методи; Б) методи на омрежване – могат да бъдат
хим. свързани само енз. молек. пом/у си, при к. се
получават неразтв. агрегати от енз. или съвместно
молек. на енз. и носителя. В) методи на вкл. в носит.
– вкл. на енз. в полимерни гелове, влакна и др. Енз.
могат да бъдат вкл. както в инертни гелове, така и в
такива, с к. биха могли да си взаимод. Г) методи на
разделяне с мембр. – реализирано е с помощта на
редица методи на микрокапсулиране и на мембр.
вектори. При методите на микрокапс. енз. се вкл. в
микрокапсули, предст. капки от енз. р-р, обвити с
водонеразтв. полупропускливи полимерни мембр.
През тези мембр. могат своб. да преминават молек.
на субстратите и на прод., но не и на енз.
Имобилизир. на коф.: те са необх. съст. част на
дву- и многокомпонентните енз. Имобилиз. на про-
статичните гр., к. ковал. са свързани за енз. белт. се
изв. без проблем по опр. методи. За имобилизир. на
коф. са разработ. редица методи, к. се основ. на 2
подхода, с к. се цели да се намалят ефектите на
простр. затруднения на носит. в/у енз. белт. 1) коенз.
се имобилиз. с носит. посредств. межд. съед., предв.
свързано с носит. 2) коф. се свързва предварит. с
межд. съед., след к. се имобилиз. с носит.
Св-ва на ИЕ: св-вата на енз. се променят, когато
те бъдат имобилиз. Тези промени са рез. от взаимод.
на следните 2 факт.: промените на самия енз. и физи-
кохим. св-ва на носит. 1) S специфичн. на енз. след
имобилиз. им се променя понякога значит., а енз. им
активн. обикн. се пониж. Това се обяснява с възн. на
простр. ограничения след имобилиз. за носит. Колко-
то са по-големи размерите на S-молек., толкова същ.
по-голяма вероятност носит. да създаде простр. преч-
ки за дифунгирането им към енз. 2) рН оптимум на Е
– след имобилиз. може да не се промени или да се
измени като се премести в по-локално или по-кисело
направление. Наблюдаваното изменение на рН опти-
мума при ИЕ в сравнение с данните от нативните енз
се дължи на неравн. разпр. на протоните в микрообкр
на енз. и в своб. р-р, предизв. от носит. При някои ИЕ
не се установява преместване на рН оптимума, но
кривата енз. акт. – рН, се променя по форма. 3) опти-
мални темп. – след имобилиз. могат или да не се про-
менят или да се изменят като се повиш. 4) Еа – може
да се повиши или понижи. Други св-ва търпящи про-
мяна са конст. на Михаелис-Ментен, макс. V и стаби-
лността.

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
09 сеп 2019 в 17:02 студентка на 52 години от София - колеж София, факулетет - po tehnicheski nauki, специалност - компютърна графика, випуск 2014
 
Подобни материали
 

Осигуряване на клетката с енергия

08 мар 2008
·
125
·
5
·
395
·
91

Много добре разработена тема за кандидатстуденти по медицина.
 

Производство на енергия от микроорганизми

05 мар 2008
·
150
·
11
·
1,570
·
64
·
1

Хиляди години човекът е използвал естествено регенерираща се енергия. Тази енергия произхожда от слънчевата радиация . От 178 000 тера ватa (ТWа) - енергия на слънчевата радиация, която идва годишно върху Земята, само 475 ТWа е потенциално използваема...
 

Фотосинтеза

24 фев 2008
·
231
·
2
·
262
·
185
·
1

В 1771 английският химик Пристли, доказал с помощта на прост опит, че животните правят въздуха непригоден за дишане, а растенията го “очистват”...
 

Водорасли

24 фев 2008
·
137
·
4
·
512
·
173
·
2

Водораслите са талусни растения. Те имат хлорофил в клетките си и се хранят чрез фотосинтеза. Хлоропластите са много едри или един голям. Водораслите имат три вида багрила, които улавят светлината от различна дълбочина на водните басейни...
 

Индивидуалното развитие на човека

17 фев 2008
·
87
·
5
·
1,164
·
58

Макар че развитието е "комплексен процес" - включва в себе си както биологичното, така и социалното (а отделно може да се говори за интелектуално развитие) - разглеждането поотделно на тези страни на развитието се прави с цел да се постигне по-голяма...
1 2 3 4 5 » 11
 
Онлайн тестове по Биология
Еукариотна клетка
тематичен тест по Биология за Ученици от 9 клас
Тест по биология и здравно образование за проверка на усвоените знания по темата. Включени са въпроси за клетъчни органели, структура на еукариотната клетка, функции на клетката. Всеки въпрос има само един верен отговор.
(Труден)
12
10
1
5 мин
03.04.2019
Годишен изпитен тест по биология и здравно образование за 7-ми клас
изпитен тест по Биология за Ученици от 7 клас
Тестът обхваща въпроси от целият изучен материал през годината и може да се ползва като изходно ниво. Всички включени въпроси имат само по един верен отговор...
Тестът е изготвен от:
(Лесен)
21
17
1
6 мин
03.04.2019
» виж всички онлайн тестове по биология

Пищови по ензимология

Материал № 137768, от 29 апр 2008
Свален: 264 пъти
Прегледан: 224 пъти
Качен от:
Предмет: Биология
Тип: Пищов
Брой страници: 3
Брой думи: 7,966
Брой символи: 41,313

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Пищови по ензимология"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Силвия Младенова
преподава по Биология
в град Смолян
с опит от  25 години
8

Красина Въткова
преподава по Биология
в град София
с опит от  4 години
56

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения