Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
связывается Q. Ингибирование будет описываться уравнением второй степени,
поскольку оба ингибитора могут присоединяться к двум разным формам
фермента. При насыщающих концентрациях Р ни А, ни В не должны
ингибировать обратную реакцию; хотя оба этих продукта (обратной реакции)
конкурируют за ту же форму фермента (Е), что и Р, они, однако, по-
прежнему могут связываться с ферментом с образованием комплексов ЕА и ЕВ
соответственно. Поскольку имеются альтернативные пути образования
продуктов обратной реакции, рассматриваемое связывание не приводит к
простому ингибированию; следовательно, при насыщающих концентрациях Р
продукты обратной реакции будут действовать как модификаторы, а не
ингибиторы фермента. Уравнение скорости реакции в этом случае является
уравнением первой степени и имеет вид
а0 -J- ага Ро + Рха '
(8.395)
Ингибирование и активация ферментов
639
так как в рассматриваемых условиях имеется один центр связывания для
каждого из этих реагентов.
Рассмотрим более симметричную кинетическую схему:
ЕА ЕР
* ** * ^
Е EAB^EPQ Е (8.396)
И/ % //
ЕВ EQ
При стационарных условиях кинетические уравнения скорости прямой и
обратной реакции будут представлять собой уравнения второй степени по
концентрации всех субстратов; аналогичными уравнениями будет описываться
и ингибирование продуктами прямой и обратной реакций. Например,
ингибирование прямой реакции продуктами Р и Q при ненасыщающих
концентрациях одного из субстратов будет описываться уравнением второй
степени, а при насыщающих - уравнением первой степени (8.395).
С помощью аналогичных рассуждений можно установить и то, какого типа
уравнения описывают влияние продуктов на скорость реакции других
разветвленных кинетических схем. Например, механизм, представленный
схемой (8.390), показывает, что
продукт ВХ может связываться только с одной формой
фермен-
та. Следовательно, ингибирование этим продуктом прямой реакции
описывается уравнением первой степени по концентрации ВХ при ненасыщающих
концентрациях как АХ, так и В. При ненасыщающих концентрациях субстратов
не должно наблюдаться ингибирование продуктом, так как все эти реагенты
конкурируют за свободный фермент. С другой стороны, продукт А (как
субстрат обратной реакции) может связываться с двумя формами фермента
(ЕВХ и ЕХ) и, следовательно, можно ожидать, что ингибирование этим
продуктом будет описываться уравнением второй степени. Степень уравнения
не изменится при насыщении фермента субстратом АХ, однако насыщение
фермента субстратом В будет препятствовать связыванию А с ЕХ, но не с ЕВХ
и, таким образом, ингибирование прямой реакции А при этих условиях будет
описываться простым уравнением первой степени:
Ро + Pifl •
(8.397)
Рассуждая таким же образом, можно показать, что ингибирование обратной
реакции продуктом АХ при ненасыщающих концентрациях ВХ описывается
уравнением второй степени, так как АХ взаимодействует с двумя формами
фермента (Е и ЕВ). При насыщающих концентрациях ВХ продукт АХ связывается
только с формой ЕВ и его влияние как модификатора описывается
640
Глава 8
уравнением первой степени. Ингибирование обратной реакции продуктом В,
который может взаимодействовать с тремя формами фермента, будет
описываться уравнением третьей степени при ненасыщающих концентрациях
субстратов и уравнением второй степени при насыщающих концентрациях А.
Насыщение фермента субстратом обратной реакции ВХ будет препятствовать
связыванию В со свободным ферментом и В будет действовать как
модификатор, влияние которого описывается уравнением второй степени
а" + aj6 + а2&2
Ро + М + М2
(8.398)
в соответствии с его влиянием на вклад альтернативных путей в суммарную
скорость реакции.
Такой подход к использованию данных по ингибированию продуктом несколько
отличается от подхода, рассмотренного ранее для механизмов, приводящих к
гиперболическим зависимостям. Однако ясно, что в случае механизмов,
которым отвечают нелинейные зависимости скорости реакции от концентрации
(в обратных координатах), попытка определить тип ингибирования продуктом
была бы нецелесообразной. Рассмотренный выше подход при благоприятных
условиях позволяет сделать выбор возможного механизма реакции; Уонг
[5146] привел в виде таблицы данные об ожидаемом влиянии продуктов на
степень соответствующих уравнений для ряда разветвленных кинетических
схем.
При исследовании кинетического механизма действия алко-гольдегидрогеназы
из печени были изучены зависимости начальной скорости прямой и обратной
реакций от концентрации реагентов и влияние на них насыщения фермента
отдельными субстратами. На основании этих данных и результатов изучения
влияния продуктов на скорость реакции Хейнс [1767], а также Уонг и др.
[5148] пришли к заключению, что действие этого
Рис. 8.51. Механизм реакции, катализируемой алкогольдегидрогеназой из
печени, предложенный Хейнсом и др. [1767, 5148]. Е и F - разные
конформацион-
ные состояния фермента.
Ингибирование и активация ферментов
