Прості і складні ферменти - студопедія

У природі існують як прості, так і складні ферменти. Перші цілком представлені поліпептидними ланцюгами і прігідролізе розпадаються виключно на амінокислоти. Такими ферментами (прості білки) є гідролітичні ферменти, зокрема пепсин, трипсин, папаїн, уреаза, лізоцим, рибонуклеаза, фосфатаза та ін. Більшість природних ферментів відноситься до класу складних білків, що містять, крім поліпептидних ланцюгів, будь-якої небілковий компонент (кофактор ), присутність якого є абсолютно необхідним для каталітичної активності. Кофактори можуть мати різну хімічну природу і відрізнятися за міцністю зв'язку з поліпептидного ланцюгом. Якщо константа дисоціації складного ферменту настільки мала, що врастворе все поліпептидні ланцюга виявляються пов'язаними зі своїми кофакторами і не розділяються при виділенні і очищенні, то такий фермент отримує назву холоферменту (холоензім), а кофактор - простетичної групи, що розглядається як інтегральна частина молекули ферменту. Поліпептидну частина ферменту прийнято називати апоферментом.

У літературі до сих пір використовуються і інші найменування компонентів складних ферментів, зокрема «фермент-протеід», «білковий компонент» (апофермент), «кофермент» (коензим) і «простетичної група». Під коферментом часто мають на увазі додаткову групу, легко відокремлювану від апофермента при дисоціації. Припускають, що простетичної група може бути пов'язана з білком ковалентними і недо-валентними зв'язками. Так, в молекулі ацетілкоензім-А-карбоксилази кофактор біотінковалентно пов'язаний з апоферментом за допомогою амідного зв'язку (див. Розділ 7). З іншого боку, хімічні зв'язки між кофакторами і пептидними ланцюгами можуть бути відносно слабкими (наприклад, водневі зв'язки, електростатичні взаємодії і ін.). У таких випадках при виділенні ферментів спостерігається повна дисоціація обох частин, і ізольований білковий компонент виявляється позбавленим ферментативної активності, поки не буде додано ззовні відсутній кофактор. Саме до таких ізольованим низькомолекулярних органічних речовин можна застосувати термін «кофермент», типовими представниками яких є вітаміни В1. В 2. О 6. РР, містять кофер-менти. Відомо також, що і простетичноїгрупи, і коферменти активно включаються в хімічні реакції, виконуючи функції переможе-тоних переносників електронів, атомів водню або разлічнихфункціональних груп (наприклад, амінних, ацетильних, карбоксильних). У подібних випадках кофермент розглядають в якості другого субстрату, або косубстрата.

Роль коферменту (Ко) в якості переносника, наприклад, атомів водню може бути представлена ​​у вигляді схеми, де SH - субстрат, дещо - хо-лофермент, А - акцептор протона:

Субстрат піддається окисленню, віддаючи електрони і протони, а дещо - відновленню, приймаючи електрони і протони. У наступній полуреакции відновлений Коен може віддавати електрони і протони на який-небудь інший проміжний переносник електронів і протонів або на кінцевий акцептор (див. Розділ 9).

Коензим, кофактор, простетичної група - двозначний біохімічний жаргон. До сих пір триває термінологічну суперечку, оскільки часто визначення «коензим», «кофактор» і «простетичної група» розглядаються через призму їх ролі в реакціяхензіматіческого (ферментативного) каталізу. Слід, однак, зважати на те незаперечним фактом, що в багатьох випадках небілкові органічні молекули, як і іони металів, абсолютно необхідні білкового компоненту при виконанні певної біологічної функції, що не має відношення до Біокаталізу. Безсумнівно, мають значення також тип і характер зв'язку небелкового компонента з молекулою білка. Тому очевидно, що кофактором може служити будь-який фактор, абсолютно необхідний для виконання білком його каталітичної або будь-який інший біологічної ролі. З іншого боку, коферментом може бути будь-який небілковий фактор, який безпосередньо залучений в реакцію ензиматичного каталізу. Кофактор, який безпосередньо не бере участі в акті каталізу, не є коензимом. У той же час простетичної групу (ковалентно пов'язаний небілковий компонент, необхідний для певної функції) можна назвати коферментом, якщо вона безпосередньо бере участь в ензиматичною реакції. Простетичної група, яка не залучена в акт каталізу, але функціонально є істотним як для ферменту, так і для некаталітичного білка, може бути названа кофактором. І нарешті, кофактор і кофермент, неміцно пов'язані (або слабо пов'язані) з ферментом або білком, тим не менш не класифікуються як простетичної груп.

Схожі статті