Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
Уравнение (8.34) сходно с уравнением (8.23), но содержит дополнительный
член, влияющий на Ks. При Ki = K'i (8.34) упрощается до (8.23),
характерного для истинно неконкурентного ингибирования. График Лайнуивера
- Бэрка в случае ингибирования смешанного типа отличается от
соответствующих графиков для чисто конкурентного или неконкурентного
ингибирования тем, что при наличии ингибитора изменяются длины отрезков,
отсекаемых от обеих осей. При Ki<K'i кажущаяся Км увеличивается, и прямые
пересекаются выше оси 1/s; при Ki> >K'i кажущаяся Км уменьшается, и
прямые пересекаются ниже оси 1/s, как показано на рис. 8.4, Л и Б
соответственно.
к
Е ^ES - Е + Р
и*?
(8.30)
EI±?EIS
К
v-kx.
(8.31)
Решая эти уравнения, получаем v -
V
(8.32)
V
(8.33)
v
или
V
V
O + i/Ki')
(8.34)
Ks_ (1 + i/Kj) s (l+i/КЛ
Ингибирование и активация ферментов
493
Различные типы "смешанного" ингибирования могут наблюдаться и в других
случаях, например, когда ингибитор связывается не с исходным фермент-
субстратным комплексом, а с одним из интермедиатов реакции. В работе
[2614] рассмотрено действие ингибитора ацетилхолинэстеразы, который
замедляет гидролиз ацетилированного фермента, и показано, что наблюдается
ингибирование смешанного типа.
Тип II16: частичное смешанное ингибирование. Наряду с простым механизмом
(8.30) встречается случай, аналогичный типу 116 неконкурентного
ингибирования, когда комплекс EIS может распадаться (о константой
скорости k'), но медленее, чем комплекс ES.
К, к Е ^ ES -Е+Р
*<11 11*; (8.35) EI±;EIS-EI + P
К, к¦
Уравнение скорости для этой системы имеет вид
(8.36)
ke (1 +у/ кКП (1 4- i/Ki)
1 _i_ (1 -f- i/Kj)
+ ' a ' (1 + С/КТ)
При насыщающих концентрациях субстрата в отсутствие ингибитора
максимальная скорость равна ke, а при насыщающих концентрациях
ингибитора - k'e. Как и в случае 116, графики
двойных обратных величин при ряде фиксированных концент-
раций ингибитора являются линейными, однако вторичные графики зависимости
от t длин отрезков, отсекаемых первичными графиками, а также графики
зависимости скорости от i не являются линейными: они представляют собой
кривые с насыщением.
Бесконкурентное ингибирование
Тип IVa: полное бесконкурентное ингибирование. Бесконкурентный ингибитор
в одинаковой мере уменьшает Км и V. Графики двойных обратных величин для
таких систем (при фиксированных концентрациях ингибитора) являются
прямыми, параллельными прямой, полученной в отсутствие ингибитора. Из
рассмотренных выше данных по смешанному ингибированию следует, что в
стационарных условиях в предельном случае при fe_i<C&+2, т. е. при Км-*-
k+2/k+i, ингибитор, влияющий только на распад комплекса ES, вызывает
пропорциональные изменения Км и V. Однако довольно трудно предложить
схему, позво-
494
Глава 8
ляющую объяснить такое поведение, и вводится более общее предположение,
состоящее в том, что ингибитор может присоединяться только к фермент-
субстратному комплексу, но не к свободному ферменту:
Ясно, что связывание ингибитора уменьшает количество фермента,
находящегося в составе комплекса ES, при распаде которого образуются
продукты, и, следовательно, снижает V; при связывании ингибитора
снижается также опосредованно скорость освобождения из комплекса ES
свободного фермента и субстрата и, следовательно, уменьшается кажущаяся
Ks. Пусть е, х и у- концентрации свободного фермента и комплексов ES и
ESI; тогда
Из этого уравнения видно, что ингибитор вызывает пропорциональные
изменения Ks и V. В стационарном приближении для механизма (8.37)
получаем следующие уравнения:
k
+1
+2
ES ------> Е -)- Продукты.
E + S
(8.37)
k
ESI
(e-x-y)s=Ksx,
xi=Kty,
v=k+2x.
(8.38)
(8.39)
(8.40)
Отсюда
k+"e
V
!+ (1 +'i/Kt) ' s
(8.41)
k+is{e-x-y)-\-k.3y^={Ki-\- k+2 + k+3i)x, k+3ix == У >
v=k+2x.
(8.42)
(8.43)
(8.44)
Отсюда
0 + i/Kj)
1 '
(8.45)
где Км. равно {k-\ + &+2)^+i, a Ki=k-3/&+3. Уравнения (8.41) и
Ингибирование и активация ферментов
495
(8.45) можно преобразовать к виду
- Y. . (8.46)
-- + (! + */**)
Поскольку величина i в знаменателе уравнения Михазлиса входит только в
член, определяющий длину отрезка, который отсекает от соответствующей оси
прямая, построенная в двойных обратных координатах (см. табл. 8.1), то
очевидно, что ингибиторы рассматриваемого типа увеличивают длину
указанного отрезка в (1 + i/Ki) раз и не влияют на наклон прямой.
Фриден [1420] отметил частный случай ингибирования смешанного типа,
представленного схемой (8.35), при котором KilK'i=klk', т. е. отношение
констант диссоциации комплексов EI и ESI с освобождением I равно
отношению констант скоростей распада комплексов ES и EIS с образованием
продуктов. Кинетический анализ этого механизма для равновесных условий
приводит к уравнению
ke(\ +k'i/kKj')
(l + i/КЛ (8.47)
j Ks (l + k'i/kKj')
I e
s (l+UKi')
Преобразовав это уравнение, получим
о=------------=------------------^-------- (8.48)
Ks , (1 + i/КП Ks (l+HKj') к '
s + (1 + k'ilkKi) S + (l+i/Ki)
