До їх складу входять різні ферменти, що каталізують послідовні етапи перетворення будь-якого субстрату. Особливість подібних комплексів - міцність асоціації ферментів. Освіта мультиферментних комплексів має певний біологічний сенс і ряд переваг.
Організація функціонально пов'язаних ферментів в комплекси концентрує каталітичну активність, дозволяє досягти високих концентрацій інтермедіатів і переходу субстратів з одного активного центру на інший з мінімізацією дифузійних ефектів. Крім того, присутність ферментів в комплексі робить можливим координацію аллостеріческого контролю декількох активностей. Піруватдегідрогеназний комплекс являяется розчинним мультиензимних комплексом, який вивчений в деталях.
піруватдегідрогеназний комплекс
Цей Мультиферментний комплекс, який має молекулярну масу 4500 кДа, складається з трьох типів ферментів. Перший з них (E1) прискорює реакцію декарбоксилювання піровиноградної кислоти. До складу комплексу входить 12 димеризованих молекул цього ферменту. Другий і третій ферменти, що каталізують окислювально-відновні процеси при окисленні піровиноградної кислоти, зосереджені всередині мультиензимних комплексу. Один з них (Е3) представлений шістьма дімерная молекулами, інший (Е2) - 24 протомеров (рис. 4.1.4).
Ріс.4.1.4. Тривимірна струкатура піруватдегідрогеназного комплексу
В результаті злагодженої в часі і просторі дії всіх трьох видів входять до його складу ферментів мультиензимний комплекс з величезною швидкістю здійснює перетворення піровиноградної кислоти (4.1.5).
Порівняно недавно виявлена ще одна своєрідна риса в будові ферментів: деякі з них є поліфункціональними. тобто володіють декількома ензиматичними активностями, але всього лише однієї поліпептидного ланцюгом. Ця єдина ланцюг при формуванні третинної структури утворює кілька функціонально і стерически відокремлених глобулярних ділянок - доменів. кожен з яких характеризується своєю каталітичної активністю. Такі ферменти називають Мультиферментний кон'югатами.
Мал. 4.1.5. Процес декарбоксилирования пірувату піруватдегідрогеназного комплексом
Мультиферментний кон'югати
Прикладами поліфункціональних кон'югатів є комплекс синтази жирних кислот (рис. 4.1.5) і КАД - комплекс, який об'єднує перші три ферментні активності. які беруть участь у метаболізмі пиримидинов.
Ріс.4.1.5. Комплекс синтази жирних кислот ссавців
Кожна субодиниця цього кон'югату включає три різних домену і вісім субдоменів.
Домен I складається з трьох субдоменів: субдомен 1 - АПБ-S-ацетилтрансфераза, 60 кДа; субдомен 2 - АПБ-S-малонілтрансфераза, 23 кДа; субдомен 3 - β-кетоацил-АПБ-синтаза (конденсирующий фермент, 45 кДа). Домен I каталізує приєднання субстратів ацетил-СоА і Малоні-СоА ацетилтрансферазою і малонілтрансферазой відповідно і подальшу конденсацію обох партнерів β-кетоацил-синтазою.
Домен II також складається з трьох субдоменів: субдомен 4 - β-кетоацил-АПБ-редуктаза, 21 кДа; субдомен 5 - β-гідроксіаціл-АПБ-дегідратази, 50 кДа; субдомен 6 - еноіл-АПБ-редуктаза, 14 кДа. До Субдоменів 4 приєднаний ацілпереносящій білок (АПБ), 15 кДа. Домен II відновлює зростаючу ланцюг ЖК за допомогою вищеназваних трьох ферментів.
Домен III містить субдомен 7 - ацил-АПБ-гідролаза, тіоестераза, 33 кДа. Домен III після сім циклів подовження ланцюга каталізує вивільнення готового продукту - пальмитата за допомогою гидролитического ферменту тіоестерази.
В даний час показано, що багато ферментів організовані в Мультиферментний ансамблі. У міру зростання наших знань в деталях, число їх збільшується. Сплайсинг мРНК здійснюється в сплайсосома, транскрипція здійснюється в транскрипційних комплексах. В синтез білка залучено безліч ферментів, мРНК і рибосоми, що утворюють трансляційний комплекс. Деградація білків здійснюється протеосомамі.
Крім того, існують докази мультиензимних систем в інших шляхах (позначених метаболона, від слова метаболізм - обмін речовин), таких як гліколіз, цикл лимонної кислоти, синтез нуклеотидів, синтез сечовини, ЦТК, окислення жирних кислот і амінокислотний метаболізм.