Ферменты и ингибиторы

Привет, дорогой читатель! Сегодня ты узнаешь о неустанных тружениках своего организма — ферментах. А также их главных противниках — ингибиторах.

История

[1] [2] Ещё с XVIII века человечеству было известно о том, что мясо может быть переварено желудочным соком, крахмал расщепляется на сахара под действием слюны. В XIX веке Луи Пастер открывает в ходе изучения дрожжей, что процесс брожения катализируется некой жизненной силой — ферментом. А в 1897 выходит работа Эдуарда Бухнера «Спиртовое брожение без дрожжевых клеток», где он экспериментально показывает, что ферменты содержатся в клетках, а не являются их зависимой частью! Поэтому процесс брожения проходит и после смерти этих самых клеток.

1 of 2

Позже будут выделены ферменты в свободном виде, доказана их белковая природа, найдены ферменты-небелки. Разберёмся, что же это на самом деле.

Ферменты и их классификация

Фермент (энзим) — катализатор биологического происхождения и строения.

[3] [4] Классическая классификация ферментов выглядит так:

Однако, в 2018 к ней официально прибавились транслоказы — катализаторы переноса ионов/молекул через мембраны или их разделение в мембранах.

Всем энзимы имеют свой код (шифр КФ). Разберём на примере КФ 1.1.1.1, который известен* любителям выпить как алкогольдегидрогеназа.
*при наличии базовых знаний биохимии :D

Кинетика ферментов

Итак, у нас есть фермент (enzyme) E и субстрат S. В результате некоторой реакции из S через комплекс ES был получен продукт P.

E + S ⇄ ES → E + P
схема Михаэлиса-Ментен

В данной статье мы опустим вывод уравнения Михаэлиса-Ментен. Пишите, если хотите о нём прочитать! :)

Если обозначить константу скорости прямой реакции E с S за k(1), обратной — за k(-1); образования продукта P — за k(2), то верна формула:

[E]₀ и [S]₀ — начальные концентрации E и S соответственно.

1 of 3

И что K(m) показывает? Зачем ты её ввёл?! Если мы рассмотрим график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата, то окажется, что K(m) равна концентрации, при которой скорость достигает значения в половину от максимальной!

Ингибиторы

Столько сказав о ферментах, нельзя обойти стороной ингибиторы.

Ингибитор фермента — вещество, замедляющее протекание реакции с участием этого фермента.

1. Необратимые ингибиторы

Примером, когда фермент ингибируется необратимо, является отравление парами ртути или зарином.

2. Обратимые ингибиторы

В случае обратимого ингибирования, процесс равновесный. Поэтому мы можем контролировать скорость и степень протекания процесса. По механизму обратимые ингибиторы подразделяют на конкурентные и неконкурентные.

2.1. Конкурентные ингибиторы

Здесь ингибитор I конкурирует с субстратом S за место, иными словами: снижает сродство фермента E к субстрату S.

2.2. Неконкурентные ингибиторы

Тут ингибитор I НЕ конкурирует с субстратом S за место, он может связать E в любой форме.

А на этом пока всё) Любите химию!