Ферменттер мен субстраттардың байланысы

Ферменттер катализатор ретінде жүретін реакцияда фермент субстратқа (реакцияға түсуші заттардың бірі) қосылып, жүйені құрады. Жүйенің құрылуы салдарынан өтпелі кезеңдегі заттар түзіліп, бұдан ең соңында соңғы өнім пайда болады. Ферменттік реакциялардағы өтпелі кезеңдердің табиғаты өз бетінше зерттеуді қажет ететін үлкен саланы құрағанымен, оған қатысты кейбір жал- пы тұжырымдар жасауға болады. Субстрат әдетте, ковалентсіз интерреакция арқылы белсенді орта деп аталатын ферментке бірігеді. Бұл фермент әдетте, ақуыз саңылауында орналасып, ферменттердің қалыпты жұмысы үшін өте маңызды болып табылатын, белгілі бір амин қышқылдарынан құралады (6.3-сурет). Катализаторлы реакция белсенді ортада жүреді. Әдетте, бұл реак- ция бірнеше сатыда жүреді. Не себепті ферменттер субстраттарға бірігеді? Алғашқы кезең бұл субстраттардың ферментке қосылуы. Бұл белсенді орта- ны құрайтын амин қышқылдарының белгілі бір топтары мен субстрат арасын- да жүретін өте ерекше өзара ішкі реакцияның нәтижесінде туындайды. Қосылу үдерісін сипаттау үшін екі маңызды үлгі жасалған болатын. Біріншісі — құлып және кілт үлгісі. Ол субстраттың пішіні мен ферменттің бірігетін ортасының пішініндегі үлкен ұқсастықты меңзейді (б.За-сурет). Яғни субстрат пішіні өз пішінін толықтырып тұратын ортаға қосылады, мәселен кілт пен құлып секілді. Бұл үлгі қазір көп қызуғышылықтудырмайды, себебі ол ақуыздардың маңызды қасиетін, яғни оның конформациялық икемділігін ескермейді. Екінші үлгі ақуыздардың үш өлшемді икемділігі қасиетінің бар болуын ескереді. Осы үлгі бойынша субстраттың бірігуі ферментдегі конформациялық өзгеріске әкеліп соғады. Бірігу ортасында субстрат қосылғанға дейін үш өлшемді пішін болады. Индукциялық үйлесімділік үлгісі біз өтпелі кезеңнің табиғаты мен фермент- катализаторы реакцияда болатын төмен активациялық қуатны қарастырғанда әлдекайда қолайлы келеді. Фермент пен субстрат (ФС) жүйесін құрау үш ін бірігуі кажет. Бұл бірігу тым мінсіз болған жағдайда не болады? 6.4-суретте фермент пен субстрат біріккен кезде не болатыны көрсетілген. Ф ермент пен субстрат косылу үш ін олардың арасында тарты м ды лы к күші болу керек. Бұл тарты м ды лы к ФС ж үйесіндегі қуатлы қ ди аграм м аны ң бастапқыдағы фермент және субстраттың төмен болуына әкеліп соғады. Со- дан кейін ФС өтпелі кезеңнің күйіне өтуі керек ЕХ$. Егер фермент пен субстрат жүйесін кұру үш ін бірігуі мінсіз болса, ФС қуаты өте төмен болып, ФС пен ЕХ$ қуаттары арасындағы айырмаш ы лық өте үлкен болады. Бұл реакцияны ң жылдамдығын төмендетеді. Көптеген зерттеулер көрсеткендей, ферменттер өтпелі кезеңнің қуатын төмендету арқылы реакцияны ң жылдамдығын артты- рады. И ндукциялы к үйлесімділік үлгі соңғы айтылған тұжырымды кілт және құлып үлгісіне қарағанда толығымен қолдайды. Шын мәнінде, индукциялық үйлесімділік үлгісі өтпелі кезеңге еліктейді. Субстрат қосылып, өтпелі кезең түзілгеннен кейін катализатор қосылуы мүмкін. Яғни олар қайта үйлесуі керек. Өтпелі кезеңде субстрат реакцияға түсетін атомдарға өте жақын болады. Одан әрі қарай, субстрат сол атомдарға қарағанда дұрыс бағытта болады. Олардың екеуі де, яғни жақын орналасу мен бағыты реакцияны жылдамдатады. Бір байланыстар үзіліп, екіншілері түзілу ба- рысында субстрат соңғы өнімге тасымалданады. Ферменттерден соңғы өнім пай- да болады; ферменттер субстраттардың кобірек мөлшерінің реакциясын жыл- дамдатып, көбірек өнім алуға мүмкіндік береді (6.5-сурет). Әрбір ферменттің өз катализаторлық қасиеті болады. Дегенмен, катализаторлардың кейбір ортақ қасиеттері ферменттік реакцияларда кездеседі. Екі фермент, химотрипсин мен аспартат транскарбам осы жалпы принциптердің жақсы мысалы бола алады.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *