Биохимия ферментов. Строение, свойства и функции

Главная

11 класс

С понятием «субстрат» мы впервые встречаемся еще на школьной скамье. Данный термин имеет несколько значений и применяется в разных областях науки: от лингвистики и биологии до философии. Рассмотрим детальнее разные значения данного определения.

Субстрат в лингвистике

Говоря научными терминами, субстрат - это следы базового, основного языка, который был «захвачен» чужой речью и наоборот. «Субстратирование» происходит вследствие скрещения двух языков.

То есть, этот термин в лингвистике применяется для определения ситуации, когда происходит ассимиляция чужого языка в коренной. К примеру, если речь идет о завоевании или этническом, политическом и культурном поглощении коренного общества. Таким образом, народ переключается на традиции новой речи, и постепенно отвыкает от своей. В данном случае остатки корневого языка и будут называться субстратом. То же самое можно сказать и в обратном направлении: речь «пришельцев» будет содержать слова из языка коренного народа.

Также можно привести другой пример - когда мы хотим изучить досконально какой-либо иностранный язык. Рассмотрим на примере русского и французского языков. Разумеется, эти навыки можно отточить максимально, но манера общения, лексика, семантика, фонетика все равно будет содержать отголоски русского языка, поскольку он является родным и базовым. Из-за этого французский язык русского человека и француза будет звучать по-разному, французская речь русского человека будет своеобразной. Это и есть явление субстрата - подпочвенная «подкладка» языка.

Субстрат в биохимии

В биохимии субстрат - это исходный, базовый продукт, который преобразуется ферментом в результате специфической фермент-субстратной реакции. По исходу данной реакции образуются один и более конечных продуктов.

Другими словами, субстрат фермента - это продукт, на который воздействует фермент, выполняя при этом функцию катализатора, вызывающего изменения в структуре субстрата и образующим комплекс для его дальнейших химических модификаций.

Исследования показали, что молекула субстрата в разы меньше, чем молекула фермента, и контактирует с основным продуктом только небольшая часть молекулы катализатора, которая формирует его активный центр.

Субстрат в биологии

Для микроорганизмов субстрат - это любая питательная среда. Также в качестве примера можно указать следующую цепочку, характерную для подводного мира: подводный утёс является субстратом для водорослей, а водоросли - для живых организмов, которые там обитают.

Также в биологии этот термин используется и в растениеводстве. В данном случае субстрат - это готовая земельная смесь для посадки и выращивания растений, которая состоит из определённых компонентов. Состав данной смеси определяется тем растением, для которого она предназначена. Как правило, в нее входит дерновая и листовая земля, торф, перегной, мох, песок, керамзит и вермикулит, измельченная кора хвойных деревьев и многое другое.

В биологии речь идёт о том, что всё живое состоит из химических элементов, клеток, органических соединений и так далее. Это в определенном смысле также можно назвать субстратами. Иногда их называют "субстрат жизни". Это нуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты (более известные нам как ДНК и РНК), а также белки - генетический материал, на основании которого строится всё живое.

Субстрат в философии

Термин «субстрат» (substratum) происходит из позднелатинского языка. В данном случае частица sub определяется как «под» (предлог), а stratum - как «слой». Таким образом, в прямом переводе мы получаем словосочетание «подслой», литературно это звучит как «основа», «фундамент». Данный термин применялся древними философами: Аристотелем, Платоном, Демокритом, Гиппасом и Гераклитом, Фалесом и многими другими.

Так, Фалес называл субстратом воду, Анаксимен и Диоген Аполлонийский - воздух, Гиппас и Гераклит - огонь, а Демокрит - атомы.

В итоге субстрат в философии - это фундамент существования, который выступает как всеобщая сущность, неизменное первоначало и принципы, единение всего существующего. Это основа сходства различных однородных явлений, совокупность элементарных оснований всего сущего на земле.

Такие определения субстрату дают различные философские энциклопедии и трактаты, часто отождествляя его с такими понятиями, как «материя» и «субстанция».

С-реактивный белок

С-реактивный белок (СРБ) – один из наиболее чувствительных маркеров острого воспаления. С-реактивный белок получил свое название из-за способности вступать в реакцию преципитации с С-полисахаридом пневмококков (один из механизмов ранней защиты организма от инфекции).

Мочевина

Мочевина (2,5-8,3ммоль/л, в большинстве случаев показывает работу почек, и всегда рассматривается в сочетании со следующим показателем – креатинином) . Cинтезируется в печени при обезвреживании аммиака, образующегося в реакциях дезаминирования аминокислот. Мочевина является низкомолекулярным соединением, свободно проходит через мембраны клеток паренхиматозных органов и эритроцитов. Мочевина фильтруется из крови в клубочках, но в канальцах происходит ее значительная пассивная реабсорбция, особенно если скорость тока мочи снижается.

Концентрация мочевины в плазме зависит от скорости ее синтеза, скорости клубочковой фильтрации и скорости ренальной перфузии. Мочевина малотоксична, но токсичны накапливающиеся вместе с ней ионы калия и производные гуанидина. Мочевина является осмотически активным веществом, поэтому накопление мочевины приводит к отеку тканей паренхиматозных органов, миокарда, центральной нервной системы, подкожной клетчатки. Концентрация мочевины в плазме часто используется как показатель функции гломерулярного аппарата почек, но более точную оценку дает измерение концентрации креатинина в плазме.

Мочевая кислота

Мочевая кислота является конечным продуктом пуринового обмена. Она образуется как из эндогенных, так и из экзогенных пуриновых нуклеозидов. Основная часть мочевой кислоты выводится с мочой, остальная - экскретируется с калом. Мочевая кислота плохо растворима в воде. Повышение содержания мочевой кислоты (гиперурикемия) в крови приводит к отложению уратов в тканях, формированию клинического синдрома – подагры, который сопровождается развитием перифокального асептического воспаления .

Креатинин

Креатинин (44-106мкмоль/л, продукт белкового обмена, зависит не только от количества белка в организме, но и скорости его обменных процессов) . Присутствует в крови, поте, желчи, кишечнике, преодолевает гематоэнцефалический барьер и появляется в спинномозговой жидкости. Креатинин фильтруется через базальную мембрану клубочков и в норме не реабсорбируется в тубулярном отделе нефрона. В условиях повышенной концентрации креатинина в крови часть его активно экскретируют клетки тубулярного эпителия. Определение содержания креатинина в крови и моче используют для оценки скорости клубочковой фильтрации. В клинической практике наиболее распространенной является проба Реберга. Для большинства больных с установленной болезнью почек для оценки их функции достаточно серийных измерений креатинина в плазме.

Белок общий

Общий белок сыворотки представляет собой сумму всех циркулирующих белков и является основной составной частью крови. Определение общего белка используется в диагностике и лечении различных заболеваний, включая заболевания печени, почек, костного мозга, а также нарушений метаболизма и питания.

Альбумин

Альбумин представляет собой самую большую фракцию белков плазмы крови человека - 55 - 65%. Основными биологическими функциями альбумина являются поддержание онкотического давления плазмы, транспорт молекул и резервом аминокислот. Сывороточный альбумин человека на 75% - 80% определяет онкотическое давление плазмы крови. В процессе голодания в первую очередь расходуется альбумин плазмы, что приводит к редкому снижению коллоидно-осмотического давления и формированию «голодных» отеков. Альбумин связывает и транспортирует билирубин, различные гормоны, жирные кислоты, ионы кальция, хлора, лекарственные вещества.

Определение содержания альбумина важно при интерпретации содержания кальция и магния в плазме крови. Так как эти ионы связаны с альбумином, поэтому снижение концентрации альбумина снижает и уровень этих ионов .

Миоглобин: 12-92 мкг/л. Белок мышечной ткани, участвующий в процессе дыхания клетки. В случае появления его в крови, расценивается как продукт распада мышечной ткани сердца или скелета, при соответствующей клинике, может указывать на омертвение (некроз) очага мышечной ткани сердца, поэтому тоже считается специфическим маркером этой патологии. Уже через 2-4 ч от начала заболевания концентрация его повышается. Максимальная концентрация миоглобина в крови достигает к 6-8 часам острого инфаркта миокарда. Нормализация уровня его происходит через 20-40 ч. По степени и длительности его повышенного уровня можно судить и о размерах некроза, о прогнозе.

Показатели АЛТ, АСТ, КФК, КФК-МВ, ЛДГ, миоглобина и тропонинового теста тесно коррелируют с размерами очага некроза в сердечной мышце, и поэтому имеют не только диагностическое, но и прогностическое значение.5

Профиль протеинограммы , представляет собой спектр различных белков (альбумин, α1, α2, ß, γ-глобулины, альбумин-глобулиновый индекс), которые входят в состав крови, и при различных состояниях (острое повреждение миокарда, воспаление, ожоги, онкологические заболевания и др.), их соотношение может меняться, даже появится патологический белок – парапротеин. Так повышение α1- и α2-глобулинов имеет место у больных с обширным инфарктом миокарда.

Повышение количества γ-глобулина может быть связано с избыточным накоплением в организме кардиальных антител и предшествовать возникновению постинфарктного синдрома (синдрома Дресслера). Длительно сохраняющееся высокое содержание α2-глобулинов (в течение месяца) указывает на слабую интенсивность репаративных процессов в зоне некроза, что обусловливает затяжное течение инфаркта миокарда и отягощает прогноз заболевания .

Билирубин

Билирубин образуется в клетках ретикулоэндотелиальной системы печени в результате катаболизма геминовой части гемоглобина и других гемсодержащих белков. Билирубин плохо растворим в воде, попадая в кровь, связывается с альбумином и транспортируется в печень. Эта фракция называется свободным или неконъюгированным билирубином. Он лиофилен и потому легко растворяется в липидах мембран, проникая в мембраны митохондрий, нарушая метаболические процессы в клетках, высокотоксичен. В печени билирубин конъюгирует с глюкуроновой кислотой, в результате образуется растворимый в воде менее токсичный билирубин, который активно против градиента концентрации экскретируется в желчные протоки.

Конъюгированный билирубин вступает в прямую реакцию с диазореактивом в наиболее распространенном методе определения билирубина, поэтому называется «прямым» билирубином. Для определения, не конъюгированного билирубина, используют дополнительные реактивы, способствующие его растворению, поэтому фракцию не конъюгированного билирубина называют «непрямым» билирубином . Ряд заболеваний оказывает влияние на образование, метаболизм и экскрецию билирубина. Дифференциальная диагностика между хроническими врожденными гипербилирубинемиями и приобретенными типами гипербилирубинемий осуществляется при помощи измерения фракций билирубина и определения активности печеночных ферментов .

Глюкоза

Значения глюкозы в сыворотке крови: 3,3 – 5,5 ммоль/л, превышение уровня глюкозы, повторяющееся в нескольких анализах, может говорить о развитии сахарного диабета. Результат другого анализа - гликозированного гемоглобина, позволяет оценить степень компенсации углеводного обмена у пациента за последние 3 месяца. Это важно по той причине, что в случае первично выявленного сахарного диабета уже у 11% людей имеется поражение проводящей системы сердца. И многие пациенты об этом даже не догадываются. Другое осложнение сахарного диабета является поражение сосудов. В связи с этим больным с повышенным сахаром в крови необходимо дополнительно проходить инструментальное обследование, в первую очередь электрокардиографию и ультразвуковое исследование артерий ног .

Холестерин

Холестерин синтезируется в организме повсеместно и является необходимым компонентом клеточных мембран, входит в состав липопротеинов, является предшественником синтеза желчных кислот и стероидных гормонов.

Около 25% общего холестерина сыворотки транспортируется во фракции ЛПВП. ЛПВП осуществляет транспорт холестерина из тканей и других липопротеинов в печень. ЛПНП осуществляют противоположную функцию - транспортируя в ткани синтезированный в печени холестерин .

Липидный спектр , в данном случае определяются вещества (липопротеиды различной плотности, триглицериды), которые участвуют в обмене холестерина (ХС) (норма в крови – 3,1 – 5,2 ммоль/л). Число смертельных случаев от ишемической болезни сердца в последние годы возрастает. Кроме значения общего холестерина, важным показателем является коэффициент атерогенности (норма до 4), который показывает соотношение «хороших» и плохих» липидов. Увеличение фракций липопротеидов и триглицеридов может быть, как физиологическим состоянием (алиментарного характера), так и патологическим состоянием.

Повышение липидов свойственно распространенному атеросклерозу, ожирению сопровождающего и обуславливающего артериальную гипертензию. А вернее будет сказать, что это нарушение работы внутренних органов и промежуточных звеньев обмена липидов и триглицеридов, выраженное в повышении показателя атерогенности, обуславливает отложение холестерина в сосудах различного диаметра, отложению «запасного жира», что и ведет к вышеперечисленным болезням. Поэтому при атеросклерозе, в этом анализе крови, можно увидеть повышенные значения ß-липопротеидов и общего холестерина. Вместе с тем, можно увидеть снижение концентрации фосфолипидов. Но и при этом необходимо учитывать то, что имеются возрастные колебания жиров в крови. Так у пожилых мужчин уровень общего холестерина, триглицеридов, ß-липопротеидов повышен, по сравнению с таковым в среднем возрасте, а в старческом они наоборот уменьшается .

Триглицериды

Триглицериды (триацилглицерины, ТАГ) – эфиры глицерина и длинноцепочечных жирных кислот, в плазме крови транспортируются в виде липопротеинов. ТАГ являются для органов и тканей источником жирных кислот, которые обеспечивают организм макроэргическими соединениями в процессе β-окисления. Уровень ТАГ в крови может изменяться в течение суток в значительных пределах .

Железо

Железо принимает участие в различных жизненно важных процессах в организме, от клеточных окислительных механизмов до транспорта и поставки кислорода клеткам. Железо входит в состав переносящих кислород хромопротеинов, таких как миоглобин и гемоглобин, а также различных ферментов. Остальное железо в организме входит в состав флавопротеинов, комплексов железо-ферритин и железо трансферрин. Определяемая концентрация железа в сыворотке – это преимущественно Fe (III), связанное с трансферрином сыворотки, за исключением железа, входящего в состав гемоглобина. В организме железо не встречается в виде свободных катионов, только в связи с белками. Концентрация железа в сыворотке зависит от резорбции в желудочно-кишечном тракте, накоплений в кишечнике, селезенке и костном мозге, от синтеза и распада гемоглобина и его потери организмом. Уровень железа в сыворотке изменяется в течение суток (наиболее высок он утром), зависит от пола и возраста. Концентрация железа у женщин также связана с менструальным циклом. Несмотря на нестабильность уровня Fe в сыворотке, исследование этого параметра важно для скрининга, дифференциальной диагностики железодефицитных и других анемий, а также оценки эффективности лечения больных железодефицитными анемиями.

Кальций

Измерение кальция используется для диагностики и лечения заболеваний паращитовидной железы, различных костных заболеваний, хронических заболеваний почек, мочекаменной болезни и тетании. Общий кальций сыворотки состоит из трех фракций – свободного ионизированного кальция (50%), кальция, связанного с белками (альбумином и глобулинами, 45%) и кальция, входящего в состав комплексов (фосфатных, цитратных и бикарбонатных, 5%). Физиологически наиболее значимой фракцией является ионизированный кальций. Но его трудно исследовать непосредственно. Ионы кальция играют важную роль при передаче нервных импульсов, являются кофактором многих ферментов, необходимы для поддержания нормальной сократимости мышц и процесса свертывания крови. Значительное снижение концентрации ионов кальция приводит к тетании мышц.

Магний

Магний – электролит, метаболизм которого тесно связан с обменом кальция. Основное количество магния (55-60%) содержится в крови в ионизированной форме, 14-50% связано с белками, а 10-15% входит в состав комплексных соединений с липидами и нуклеотидами. Магний, как и калий является внутриклеточным катионом, его концентрация внутри клеток в 3-15 раз выше, чем во внеклеточной среде. Определение содержания магния имеет значение для диагностики нарушений функции щитовидной железы, выявлении факторов риска возникновения внезапной смерти при ИБС, развития атеросклероза и инфаркта миокарда, диагностики хронической сердечно-сосудистой недостаточности, хронического алкоголизма, патологически протекающей беременности, для выявления рахита и спазмофилии у детей.

Калий

Калий – основной катион внутриклеточной жидкости, в ней содержится 98% калия всего организма. Калий создает осмолярность цитоплазмы и создает условия для протекания в ней биохимических реакций. В клинической биохимии обмен калия оценивают на основании его содержания в плазме крови, хотя в нем содержится не более 2% общего количества калия. Однако изменения содержания калия в плазме достоверно отражают сдвиги его концентрации в ткани и межклеточной жидкости. Все факторы, которые могут изменить электрохимический потенциал мембраны клеток проксимального отдела нефрона, оказывают влияние на экскрецию калия. К ним относятся кислотно-щелочная реакция, скорость протекания мочи по дистальному канальцу, действие минералокортикоидов, поступление бикарбонатов при почечном канальцевом ацидозе, некоторые антибиотики.

Натрий

Натрий – основной одновалентный катион внеклеточной жидкости. Нарушение взаимоотношения вне- и внутриклеточных катионов – патогенетическое звено многих патологических процессов. Изменение соотношения натрия во внеклеточном и внутриклеточном пространстве определяет соотношение объемов внутри- и внеклеточной жидкости, изменение осмотического давления, развитие отеков и обезвоживания, транспорт глюкозы в клетки.

Хлориды

Хлорид-ион является главным внеклеточным анионом. Наряду с катионами натрия, калия, кальция и магния анионы хлора являются наиболее важными осмотическими ионами жидкостей организма. Хлориды выводятся из организма с мочой, потом и калом.

Фосфор неорганический

В плазме и сыворотке большинство фосфатов существует в неорганической форме, приблизительно 15% его связано с белком, а остальная часть существует в виде комплексов и в свободной форме. Концентрация фосфатов в крови зависит от диеты и уровня гормонов. Около 85% внеклеточного фосфата существует в виде неорганического фосфора, как гидроксиапатит, играя важную роль в формировании костей.

Сиаловые кислоты : 2,0-2,36ммоль/л, содержание сиаловых кислот может увеличивается при эндокардите, инфаркте миокарда.

Коагулограмма – анализ, по которому можно посмотреть «вязкость» крови, или другими словами, существует ли угроза образования тромбов, что может привести к образованию тромбов с различной локализацией, что в свою очередь может осложниться тромбоэмболией легочной артерии, при которой отмечается мгновенная смерть .

Таблица 1 – Нормальные биохимические показатели крови

Биохимический показатель
общий белок
мочевина	1,7-8,3 ммоль/л
креатинин	М 53-97 мкмоль/л Ж 44-80мкмоль/л
холестерин	3-5,7 ммоль/л
триацилглицериды	М 0,34-2,94 ммоль/л Ж 0,4-2,71 ммоль/л
Билирубин общий связанный свободный	8,55-20,52мкмоль/л
Билирубин общий связанный свободный	2,1-5,1мкмоль/л 6,45-15,42мкмоль/л
α-амилаза
	М до 37ед/л Ж до 31ед/л
	М до 42ед/л Ж до 32ед/л
щелочная фосфатаза	Ж 64-306ед/л М 80-306ед/л

креатинкиназа	М до195ед/л Ж до170ед/л
	М до55ед/л Ж до40ед/л
мочевая кислота	Ж 140-340ммоль/л М 200-420ммоль/л
альбумин
	3,5-6,2ммоль/л
	Ж 10,7-32,2мколь/л М 12,5-32,2мколь/л
	2,2-2,6 ммоль/л
	0,65-1,05 ммоль/л
	3,4-5,1 ммоль/л
	136-146 ммоль/л
	96-106 ммоль/л
неорганический фосфор	0,87-1,45 ммоль/л

В результате специфического фермент-субстратного взаимодействия в один или несколько конечных продуктов. После окончания катализа и высвобождения продукта реакции активный центр фермента снова становится вакантным и может связывать другие молекулы субстрата.

Общее уравнение биохимической реакции, катализируемой ферментом, можно записать в следующем виде: E + S ⇌ ES ⇌ EP ⇌ E + P , где Е - фермент, S - субстрат, ES , EP - комплекс фермента и субстрата, фермента и продукта реакции, соответственно, P - продукт реакции. Все реакции обратимые и равновесные, но равновесие смещено в сторону продукта из-за его меньшей свободной энергии .

Напишите отзыв о статье "Субстрат (биохимия)"

Литература

Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: в двух томах. - Москва: Мир, 2004. - Т. 1. - 381 с. - 2000 экз. - ISBN 5030036008 .



Активность

Регуляция

Классификация

Типы

Отрывок, характеризующий Субстрат (биохимия)

Только это сомнение часто приходило Пьеру. Планов он тоже не делал теперь никаких. Ему казалось так невероятно предстоящее счастье, что стоило этому совершиться, и уж дальше ничего не могло быть. Все кончалось.
Радостное, неожиданное сумасшествие, к которому Пьер считал себя неспособным, овладело им. Весь смысл жизни, не для него одного, но для всего мира, казался ему заключающимся только в его любви и в возможности ее любви к нему. Иногда все люди казались ему занятыми только одним – его будущим счастьем. Ему казалось иногда, что все они радуются так же, как и он сам, и только стараются скрыть эту радость, притворяясь занятыми другими интересами. В каждом слове и движении он видел намеки на свое счастие. Он часто удивлял людей, встречавшихся с ним, своими значительными, выражавшими тайное согласие, счастливыми взглядами и улыбками. Но когда он понимал, что люди могли не знать про его счастье, он от всей души жалел их и испытывал желание как нибудь объяснить им, что все то, чем они заняты, есть совершенный вздор и пустяки, не стоящие внимания.
Когда ему предлагали служить или когда обсуждали какие нибудь общие, государственные дела и войну, предполагая, что от такого или такого исхода такого то события зависит счастие всех людей, он слушал с кроткой соболезнующею улыбкой и удивлял говоривших с ним людей своими странными замечаниями. Но как те люди, которые казались Пьеру понимающими настоящий смысл жизни, то есть его чувство, так и те несчастные, которые, очевидно, не понимали этого, – все люди в этот период времени представлялись ему в таком ярком свете сиявшего в нем чувства, что без малейшего усилия, он сразу, встречаясь с каким бы то ни было человеком, видел в нем все, что было хорошего и достойного любви.

Структура и свойства ферментов.

Ферменты (энзимы) – специфические белки, входящие в состав всех клеток и тканей живых организмов, играющие роль биологических катализаторов.

Доказательства белковой природы ферментов.

1. Инативация ферментов при нагревании. Инактивация ферментов совпадает с денатурацией белка. Ферменты разрушаются также под действием минеральных кислот, щелочей, солей, алкалоидов, при облучении рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами.

2. Электрохимические свойства ферментов.

a. Изоэлектрическая точка ферментов.

b. Поведение ферментов при изменении концентрации водородных генов.

c. Высокая специфичность ферментов.

d. Ферменты не способны проникать через полупроницаемые мембраны.

e. Сохранение активности ферментами после действия водоотнимающими средствами (ацетон, спирт, нейтральные соли щелочных металлов).

Различают следующие виды активных центров:

1. Субстратный (якорная площадка) активный центр – обеспечивает присоединение субстрата за счет образования слабых связей: водородных, ван-дер-ваальсовых, гидрофобных взаимодействий.

2. Каталитический активный центр – отвечает за превращение субстрата. В пространстве эти центры могут быть разделены, а могут быть совмещены.

3. Аллостерический (регуляторный) обеспечивает присоединение низкомолекулярных веществ, приводит к изменению активности фермента. Аллостерический центр удален от субстратного и каталитического центров.

Закономерности построения активных центров.

1. Активные центры формируются за счет ограниченного числа аминокислот (12-16). Часто аминокислоты удалены друг от друга. Активные центры возникают при образовании четвертичной структуры.

2. В построении активных центров часто участвуют аминокислоты: гис, сер, лиз, асп, цис.

3. В построении активных центров сложных ферментов участвуют группировки кофакторов.

4. Олиго- и мультимерные ферменты на каждом протомере имеют свой каталитический и субстратный центр, аллостерический центр формируется за счет нескольких протомеров. При разрушении четвертичной структуры нарушается аллостерический центр и регуляция прекращается, а каталитическая функция характерная для протомера сохраняется.

5. Активный центр – это трехмерная структура, имеющая вид впадины или щели.

Теории, объясняющие механизм взаимодействия фермента и субстрата.

Теория Фишера – теория предшествующего соответствия, теория «ключ – замок». Согласно теории активный центр фермента существует и точно соответствует субстрату.

Недостатки (противоречия) теории:

Нет соответствия в термодинамических расчетах (разница в расчетном количестве выделяемой энергии и практически выделяемом количестве энергии).
По этой теории фермент может ошибаться и присоединять похожий субстрат.
Субстраты часто низкомолекулярные вещества, а ферменты высокомолекулярные, содержащие большое число аминокислот. Теория не объясняла существование групповой специфичности.

Теория Кошленда – индуцированного соответствия, т. е. активный центр формируется в момент взаимодействия фермента и субстрата, т. е. происходит подгонка. В субстрате происходит изменение связей. Наличие активных центров определяют специфичность.

Виды специфичности.

1. Абсолбтная – одному субстрату соответствует один фермент.

Уреаза катализирует расщепление мочевины, аспартаза катализирует взаимодействие NH 3 с фумаровой кислотой, в результате образуется аспарагиновая кислота, но аспартаза не действует на малеиновую кислоту.

2. Относительная групповая специфичность. Фермент расщепляет группу субстратов, для которых характерен один тип связей.

Пример: пепсин расщепляет пептидную связь –CO-NH между аминокислотами.

Аналогично действуют трипсин, химотрипсин, пептидазы.

Химотрепсин расщепляет пептидные связи между три, тир и фен, но при определенных условиях могут расщеплять амидные и сложноэфирные связи.

3. Стереохимическая специфичность – фермент обеспечивает превращение определенного оптического (стереоизомера). В организме происходит превращение L-аминокислот, но D-углеводов.

Фумараза катализирует превращение фумаровой кислоты (транс-изомер), но не действует на малеиновую кислоту (цис-изомер).

При исследовании специфичности ферментов было установлено, что молекула субстрата должна обладать двумя структурными особенностями:

1. Субстрат должен содержать специфическую химическую связь, которую фермент мог атаковать.

2. В молекуле субстрата должна быть функциональная группа, называемая связывающей группой, которая способна связываться с ферментом и ориентировать молекулу субстрата в активном центре фермента, чтобы атакуемая связь субстрата была правильно расположена по отношению к каталитической группе фермента.

Всего статей: 19

Мочевина синтезируется в печени при обезвреживании аммиака, образующегося в реакциях дезаминирования аминокислот. Мочевина является низкомолекулярным соединением, свободно проходит через мембраны клеток паренхиматозных органов и эритроцитов.

Креатинин образуется в процессе спонтанного необратимого дегидратирования креатина. Концентрация креатинина в плазме крови здоровых людей относительно постоянна и зависит от мышечной массы тела.

Значения глюкозы в крови в течение дня непостоянны, зависят от мышечной активности, интервалов между приемами пищи и гормональной регуляции. При ряде патологических состояний нарушается регуляция уровня глюкозы в крови, что приводит к гипо- или гипергликемии.

Триглицериды (триацилглицерины, ТАГ) - эфиры глицерина и длинноцепочечных жирных кислот, в плазме крови транспортируются в виде липопротеинов. ТАГ являются для органов и тканей источником жирных кислот, которые обеспечивают организм макроэргическими соединениями в процессе β-окисления.

Железо (ЛЖСС, ОЖСС) принимает участие в различных жизненно важных процессах в организме, от клеточных окислительных механизмов до транспорта и поставки кислорода клеткам. Железо входит в состав переносящих кислород хромопротеинов, таких как миоглобин и гемоглобин, а также различных ферментов.

Магний - электролит, метаболизм которого тесно связан с обменом кальция. Основное количество магния (55-60%) содержится в крови в ионизированной форме, 14-50% связано с белками, а 10-15% входит в состав комплексных соединений с липидами и нуклеотидами.

Калий - основной катион внутриклеточной жидкости, в ней содержится 98% калия всего организма. Калий создает осмолярность цитоплазмы и создает условия для протекания в ней биохимических реакций.

Натрий - основной одновалентный катион внеклеточной жидкости. Нарушение взаимоотношения вне- и внутриклеточных катионов - патогенетическое звено многих патологических процессов.

HbA1c образуется в результате неферментативного гликозилирования (гликирования) свободных аминогрупп на N-концах β-цепи гемоглобина А0. Уровень HbA1c пропорционален содержанию глюкозы в крови.

С-реактивный белок (СРБ) - один из наиболее чувствительных маркеров острого воспаления.

Материалом для исследования является венозная кровь, которая берется из локтевой вены и помещается в чистую сухую пробирку без антикоагулянтов. Исключением являются отдельные тесты (например, гликозилированный гемоглобин), правила взятия крови, для которых указываются в бланках для назначения тестов.

Разделы