Cтраница 4
Белковый компонент обусловливает главным образом каталитическую способность фермента, простетическая группа - его специфичность. Но это разграничение условно; каталитическая активность фермента и специфичность его представляют собой единство. Таким образом, в настоящее время считают, что обе составные части фермента одинаково важны и определяют его характер. [46]
Для объяснения этого явления может быть использовано уравнение ( 3), из которого следует, что отличие рН в фазе ионита от рН равновесного раствора будет тем больше, чем больше исключение необменного электролита из фазы ионита. Наблюдаемое смещение рН - оптимума каталитической активности фермента обусловлено в основном различием в величинах рН в ионите. [47]
Рассмотренные типы ингибиторов-конкурентные и аллостерические - действуют обратимо. Удаление их из системы полностью восстанавливает каталитическую активность фермента. Наряду с этим найдены в живой природе и получены путем химического синтеза многочисленные соединения, которые при контакте с ферментом приводят к необратимой инактивации. Как правило, это происходит в результате химической реакции такого ингибитора с каким-либо существенным для проявления каталитической активности участком фермента. [48]
Если действие эффектора приводит к понижению каталитической активности фермента, такой эффектор называется отрицательным, или ингибитором. Положительным называют эффектор, действие которого повышает каталитическую активность фермента. Положительным эффектором, или активатором, чаще всего бывает субстрат данного фермента. [49]
Каждый фермент катализирует только один тип реакции; каталитическая активность фермента максимальна для определенных условий среды - оптимальных значений рН, температуры, окислительного потенциала, ее химического состава. Субстратная специфичность ферментов, выделяющая их из всех катализаторов неферментного происхождения, столь четко выражена, что фермент катализирует реакцию только одного стереоизомера или одного члена гомологического ряда, оставаясь инертным по отношению ко всем другим веществам. Таким образом, применение ферментов для создания ионо-метрических датчиков в первую очередь определяет ся их высокой селективностью. [50]
Таким образом, эти исследования показали, что АКТаза состоит из двух различных белков, совместное действие которых обусловливает каталитическую функцию и функцию метаболического контроля АКТазы. Первый белок, каталитическая субъединица, обусловливает всю каталитическую активность фермента, а второй белок, регуляторная субъединица, связывает ЦТФ. Молекула нативного фермента состоит, по-видимому, из двух каталитических и четырех регу-ляторных субъединиц. [51]
В изучении молекулярного механизма действия ферментов достигнуты значительные успехи, однако многие вопросы о биологических катализаторах ждут своего решения. В последнее десятилетие признание получила точка зрения, согласно которой каталитическая активность простых ферментов ( состоящих из чистых белковых молекул) определяется только химическим строением и пространственной укладкой полипептидной цепи, причем как в случае простых, так и сложных ферментов ( состоящих из белка и небелкового компонента) в каталитическом акте участвует не вся белковая молекула в целом, а лишь определенные ее участки - активные центры фермента. [52]
В случае ПА, для которой субстратом является анион бензил-пенициллина, желательно использование положительно заряженной матрицы. Кроме того, при использовании анионитов происходит смещение рН - оптиму-ма каталитической активности фермента в область меньших значений рН раствора. Для большинства биологически активных веществ - лабильных соединений, используемых в качестве субстратов, смещение рН - оптимума каталитической активности фермента в область нейтральных рН является крайне желательным, поскольку это позволяет проводить ферментативную реакцию в более мягких условиях, уменьшающих инактивацию субстрата и продуктов реакции и увеличивающих общий выход процесса. [53]
Многим ферментам для эффективной работы требуются те или иные небелковые компоненты, называемые кофакторами. Кофакторы - это вещества, присутствие которых совершенно необходимо для проявления каталитической активности ферментов, хотя сами они в отличие от ферментов сохраняют стабильность при довольно высоких температурах. Роль кофакторов могут играть различные вещества - от простых неорганических ионов до сложных органических молекул; в одних случаях они остаются неизменными в конце реакции, в других - регенерируют в результате того или иного последующего процесса. Кофакторы подразделяются на три типа: неорганические ионы, простетические группы и коферменты. Их мы и рассмотрим в последующих трех разделах. [54]
Юбен [642] подошли к определению буферной емкости, наблюдая за изменением каталитической активности фермента, полученного из солодового экстракта. Они заметили, что кислота или основание оказывают на него влияние лишь в том случае, если их концентрация превышает некоторую предельную величину, и пришли к выводу, что это обусловлено присутствием в смеси моно - и бифосфатов: Смесь, подобно буферному диску вагона, ослабляет воздействие кислот и оснований. Обозначение рН было введено Серенсеном. [55]
При рефрактометрическом изучении скорости этой реакции применялась автоматическая запись на фотопластинку - метод, который вошел в широкую практику позднее. Уже в 20 - х годах рефрактометрический метод был использован для определения каталитической активности ферментов, а в 30 - х годах - для изучения скорости полимеризации. [56]