Вопрос № 10 Четвертичная структура белка (ЧСБ)

 ЧСБ-способ укладки в пространстве отдельных полипептиных цепей(протомеров, субъединиц),обладающих одинаковой( или разной) 1-й,2-1 или 3-й стр-турой, и формирование единого в струк-ном и функ-ном отношениях макромолекулярного образования. Каждая цепь имеет 3 уровня организации .

Белок, содержащий в своём составе несколько протомеров, называют олигомерным. В состав олигомерных белков может входить от 2 до нескольких десятков протомеров. Олигомерные белки имеют большую молекулярную массу.

Протомеры связаны друг с другом посредством лишь нековалентных связей (ионных, водородных, гидрофобных).

По сравнению с мономерными белками олигомеры выполняют более сложные функции. Узнавание и присоединение отдельных протомеров олигомерного белка происходят благодаря формированию на их поверхности контактных участков, кот. состоят из радикалов АК, собранных в данном месте в процессе образования третичной структуры белка. Совокупность этих радикалов формирует поверхности, объединяться друг с другом. Когда субстрат связывается с активным центром одной субъединицы фермента, остальные субъединицы активируются. Лиганды могут иметь некооперативный, положительный или отрицательный кооперативный эффект. Молекула миоглобина может присоединять только 1 молекулу кислорода в свой активный центр, в то время как молекула гемоглобина состоит из 4 протомеров и имеет 4 центра связывания . Олигомерный белок гемоглобин, в отличие от мономерного миоглобина, способен присоединять к специфическим участкам 4 различных лиганда: , ,  и 2,3-бисфосфоглицератом (БФГ).

Кооперативность— это такие изменения состояния системы, взаимодействие элементов которой усиливается с течением процесса изменения так, что существенно ускоряет его ход в целом (положительная кооперативность).

Отрицательная кооперативность означает противоположное — в момент связывания лиганда белком, сродство белка к лиганду снижается.

Вопрос № 11

Изменение функциональной, активности белка при взаимодействии с Другими лигандами вследствие конформационных изменений называется аллостерической регуляцией, а соединения-регуляторы — аллостерическими лигандами. Способность к аллостерической регуляции характерна, как правило, для олигомерных белковд т.е. для проявления аллостерического Эффекта необходимо взаимодействие протомеров. При воздействии аллостерических лигандов белки меняют свою конформацию (в том числе и активного центра) и функцию. Молекула гемоглобина способна связываться с несколькими лигандами: 02, Н’", СО2. 2,3—бисфосфоглицератом (БФГ). Н+‚ СО2 и БФГ являются аллостерическими регуляторами активности гемоглобина и присоединяются к участкам (аллостерическим центрам), пространственно удаленным от активного центра. Концентрация аллостерических лигандов снижает сродство гемоглобина к кислороду, а миоглобин и отдельные субъединицы гемоглобина нечувствительны к изменениям концентрации Н+‚ СО2 и БФГ, т.е. аллостерические свойства гемоглобина возникают только в результате взаимодействия субьединиц.

Эффект Бора

Hb не только переносит кислород от легких к периферическим тканям, но и ускоряет транспорт углекислого газа от тканей к легким. Гемоглобин связывает углекислый газ сразу после высвобождения кислорода. Находящаяся в эритроцитах карбоангидраза катализирует превращение поступающего из тканей углекислого газа в угольную кислоту. Угольная кислота быстро диссоциирует на бикарбонат-ион и протон, причем равновесие вдвинуто в сторону диссоциации.

Для предотвращения опасного повышения кислотности крови должна существовать буферная система, способная поглощать избыток протонов. Гемоглобин связывает два протона на каждые четыре освободившиеся молекулы кислорода и определяет буферную емкость крови.

В легких идет обратный процесс: присоединение кислорода к дезоксигемоглобину сопровождается высвобождением протонов, которые связываются с бикарбонат-ионами, переводя их в угольную кислоту. Далее эффективно действующая карбоангидраза катализирует превращение угольной кислоты в углекислый газ, выдыхаемый из легких. Таким образом, связывание кислорода тесно сопряжено с выдыханием углекислого газа. Это обратимое явление известно как эффект Бора.

Вопрос № 12

Ферменты-это белки имеющие специфическую первичную ,вторичную , третичную ,а иногда и четвертичную структуру.Они могут быть простыми и сложными белками. Если фермент –сложный белок ,то его небелковую часть называют кофакторомили коферментом ,а белковую апоферментом.Апофермент с коферментом образуют активную форму катализатора – холофермент.
Особенности ферментативного катализа.
Превращение субстрата (S) В продукт (P) протекает через переходное состояние с более высокой
энергией, чем энергия субстрата или продукта:
S+ E---- ES---- Е+ P
Переходное состояние соответствует вершине энергетического (активационного) барьера.
Существуют два oсновных пути увеличения скорости химической реакции, Первый путь повышение температуры, приводящей к к ускорению теплового движении молекул и увеличению их содержания
точке переходного состояния .Как правило ,повышение температуры на 10 градусов вызывает ускорение химической реакции приблизительно в 2 раза.
Второй путь ускорения химической реакции участие фермента в образовании ES- комплексов, позволяющих молекулам преодолевать активационный барьер на более низком энергетическом уровне. Молекулы S, перед тем как превратиться в продукт реакции, проходят ряд промежуточных этапов, что обеспечивает протекание реакции по другому, обходному пути.
На первом этапе фермент взаимодействует с субстратом с образованием нового соединения –ES .
В ходе этого этапа ферментативного катализа происходит установление комплементарного соответствия между E и S, которое сопровождается небольшими изменениями конформации фермента.
Переходному состоянию вещества ES соответствует более низкая энергия активации по сравнению с переходным состоянием вещества S в реакции, идущей без катализатора.Таким образом, ферменты как
повышают скорость реакций путем сниженияактивационного барьера. При взаимодействиифермента (E) с субстратом (S) реакция протекает по новому механизму, характеризующемуся более низким уровнем энергии переходного состояния, чем реакции протекающие в отсутствие фермента.
Второй этап катализа характеризуется дестабилизацией связей в субстрате (S*)
ES ---- ES*.
 В ходе третьего этапа происходят превращение S* впродукт P: ES* --- ЕР--- E+ P
И его высвобождение продукта из комплекса ферментом. Часто упуская второй этап уравнение ферментативного катализа записывают так:
E + S----ES---E+ P

Одной из важных характеристик ферментов является их высокая специфичность. Она заключается В ТОМ, ЧТО каждый фермент катализирует превращение определенного субстрата илигруппы субстратов, сходных по своей структуре.Специфичность действия ферментов обусловливает направленный обмен веществ в организме.Существует несколько видов специфичности ферментов.
Абсолютная специфичность. Ферменты обладающие абсолютной специфичностью, катализируют превращение только одного субстрата.
Например, фермент уреаза, расщепляет единтвенное соединение мочевину и не действует на
другие соединения, в том числе и на производное самой мочевины тиомочевину.
Групповая специфичность ферменты могут воздействовать на ряд соединений сходных по строению. Например, липаза панкреатического сока,гидролизующая триацилглицеролы (TAT) с разным составом жирных кислот до 2-моноацилглицеролов (2- МАГ) и жирных кислот, расщепляет сложноэфирные связи в различных пищевых жирах.

Стереоспецифичность. фермент катализирует превращение только одной стереоизоформы субстрата Например, фумараза может катализировать превращение фумаровой кислоты, представляющей собой транс -изомер, и не действует на ее цис -изомер- малеиновую кислоту .
Спецефичность путей превращения. Заключается в том что один субстрат под действием разных ферментов может превращаться в продукты различающиеся по структуре и роли в метаболизме.(рисунки и реакции смотреть в учебнике на 36-37 стр.)

Вопрос № 13 Понятия: холофермент, апофермент, кофактор, субстрат, продукт реакции, ингибитор, активатор. Примеры.