Мембрана энзимологиясы туралы қазақша
Биомембрана — бұл жай ғана әлдебір белсенді емес құрылымы, бір мерзімде су компартменты. Қазірдің өзінде қысқаша таныстыру түрлерімен ферменттер байланысты мембрана көрсетеді, қаншалықты әр түрлі және қауымдасқан байланысты мембрана каталитикалық белсенділігі.
Трансмембранные ферменттер, катализирующие сопряженные реакциялар қарама-қарсы жақтарында мембраналар. Типтік ферменттер, осы кластың бірнеше белсенді орталықтары. Тән мысал бола алады, тотығу-тотықсыздану ферменттері, мысалы фотосинтетические реакция орталықтары өсімдіктер мен бактериялар немесе цитохром с-оксидаза митохондриялар. Орналасқан қарама-қарсы жақтарында мембраналар белсенді орталықтары осы ферменттердің ұштасса, бір-бірімен көмегімен ағыны электрондар, генерациялайтын трансмембранный электрлік потенциал. Осы класқа ферменттер жатқызылуы мүмкін, сондай-ақ көптеген рецепторлар. Байланысу лиганда с доменом, оқшаулау орналастыру арқылы орындалуы тиіс сыртқы жағынан клеткалық мембраналар, өзгерістерге әкелетін цитоплазматическом доменде ферментінің өз кезегінде ынталандырады жасуша бар. Бұл жағдайда мембрана арқылы көшіріледі ақпарат емес, зарядтар немесе қандай да бір ерітілген молекулалар. Көрсетілгендей, кейбір рецепторлар болып табылады тирозиновыми протеинкиназами және, демек, білдіреді мембраналық ферменттер бар каталитикалық белсенділігі. Көптеген мембраналық рецепторлардың өздері емес катализируют ешқандай химиялық реакциялар және болып табылады осы мағынада, ферменттермен.
Трансмембранные қатысатын ферменттер көлікте заттар. Көптеген мембраналық белоктар қатысады, көлік молекулалардың арқылы бислой. Белсенді транспорт мүмкін ұштасатын, гидролизом ATP да Са** — АТРазы саркоплазматического ретикулума. Қозғаушы күші белсенді көлік болуы мүмкін, сондай-ақ ионды градиенты. Мысалы, көлік лактоза арқылы плазматическую мембрана Е. coli көмегімен лактозопермеазы ұштасатын, жұту, протондар және тәуелді трансмембранного градиенті электрохимиялық әлеуеті.
Белоктар болып табылатын компоненттері электронтранспортных тізбектер. Ең типтік ферменттер осы сынып — компоненттер тыныс алу тізбегінің митохондриялар, заканчивающейся, цитохром с-оксидазой; ферменттер жүйесінің электрондық көлік микросом қамтитын цитохром Р450 және цитохром chevrolet; элементтері фотосинтетической электронтранспортной тізбегінің тилакоидах. Оқшаулау компоненттері электронтранспортных тізбегінің мембране ұлғаюына әкеледі, олардың жергілікті концентрациясы, бұл мүмкіндік береді айтарлықтай жеделдетуге ауыстыру электрондар арасындағы молекулалар. Негізгі мәселе мынада болып табылады, оның компоненттері тиісті электронтранспортных тізбектер еркін диффундирующими жазықтығында мембраналар ақуыз немесе олар мембране түрінде немесе одан кем ұзақ мерзімдік суперкомплексов.
Ферменттер қабілетті пайдалануға мембраносвязанные субстраты. Бұл сыныпқа кіруі мүмкін қатысатын ферменттер метаболизм компоненттерін мембраналар: фосфолипидтер, гликолипидов, полиизопреноидных қосылыстар және стероидты, сондай-ақ ферменттер қатысатын процессинге мембраналық және секреторных белоктар. Көп жағдайда бұл ферменттер болып табылады интегралды мембранными ақуыз, бірақ кейде білдіреді еритін белоктар, уақытша ғана байланысты мембраной. Мысалдар белоктар осы түрі болып табылады лидерная пептидаза бірі-Е. coli және фосфолипаза С, байланысты мембраной арқылы гликозилфосфа-тидилинозитольиого зәкір.
Ферменттер пайдаланатын, суда еритін субстраты. Көптеген мембраносвязанные ферменттер пайдаланады еритін субстраты. Кейбір жағдайларда фермент кеткен жер оқшауланады осындай облысының мембраналар, онда жоғары концентрациясы субстраттың. Мысалы, ацетилхолинэстераза, катализирующая гидролизі ацетилхолин, шамасы тіркеледі постсинаптической мембране көмегімен ковалентті тігу бастап фосфатидилинозитольным гликолипидом. Бірқатар қатысатын ферменттер гидролиз крахмал және белоктар, тіркеледі мембранам микроворсинок ішектің көмегімен орындалған домендерді орналасқан N-шеткі бөліктері полипептидов. Бәлкім, байланыс, осы ас қорыту ферменттерінің қатысуымен мембраной құруға мүмкіндік береді жергілікті жоғары концентрациясын еритін молекулалардың, ықпал етеді, оларды тиімді сіңіру торымен. Оған мысал ретінде екі ферменттің осы топ: сахараза-изомальтаза және мальтаза-глюкоамилаза.
Ферменттер құрайтын мембраносвязанный кешені жеңілдету үшін кәріз субстрат. Мембрананың болуы мүмкін өзіндік ұйымдастыратын қаңқасы, онымен байланысады перифериялық ферменттер білімі бар мультиферментного кешені. Бар жанама деректер деп қатысатын реакциялар Кребс циклінің ферменттері матрикса митохондриялар байланыстырылады мембраной осылайша, бұл өнім бір ферментінің субстрат болып басқа шегінен шықпай мультиферментного кешені. Мұндай механизм болар еді жеңілдету метаболикалық айналдыру. Өйткені ферменттер суперкомплексах бір-бірімен әлсіз байланыстарымен, определенностью көрсетіп, олардың өмір сүруі өте қиын.
Ферменттер жасайтын қайықты жылжыту арасындағы цитозолем және мембраной белсенділігі мен олардың модулируется связыванием с мембраной. Бұл топ мембраналық ферменттер табылды жақында. Олар қабілетті байланысуға немесе тікелей бетінен фосфолипидного бислоя, не ерекше белковыми рецепторлардың. Көбінесе бұл ферменттер есептеп жазылады да белсендіріледі кезінде связывании с мембраной, бірақ кейде байқалады және оларды инактивациялау. Секторының тән мысалдар ферменттер, активирующихся кезінде связывании болып табылады пируватоксидаза бірі Е. cod, протеинкиназа және кейбір ферменттер қатысатын каскадты қан ұю.
Бірінші кезекте атап өткен жөн шешуші рөл липидтік қоршаған мембраналық ферменттер көрініс, олардың белсенділігі. Бұл фактор мүмкін өте қатты қиындатуы түсіндіруді кинетикалық деректер және талап елеулі эксперименттік күш-жігерді қайта тазартылған интегралдық мембраналық ферменттердің отырып, фосфолипидтер, барынша жақындатуға жұмыс шарттары ферментінің к условиям in vivo немесе, кем дегенде, жасау үшін ферментінің қолайлы ортасы.
1. Кейбір спецификалық ережелер қатысы бар белсенділігі мембраналық ферменттер
Проблема жұмыс істеуін зерделеу мембраналық ферменттер азайтатын мәні бойынша проблемасына гетерогендік катализ. Бұл ферменттер бар емес үздіксіз гомогенді ортада, ал синклиналда биомембране, мицелле, везикуле немесе өзге мембраналық жүйесі. Мембраналық ферменттер өте сезімтал жергілікті окружению, ол, жалпы айтқанда, мүмкін айтарлықтай қоршаған ерітіндіде. Сонымен қатар, жүзеге асыру үшін каталитикалық реакция фермент және мембраносвязанный субстрат болуы тиіс бір мембране немесе. везикуле, сондықтан талдау кезінде кинетикалық қасиеттерін мембраналық ферменттер жиі байланысты проблемалар туындайды, олардың кеңістіктік бөлу. Қарастырайық кейбір ережелер қатысты кинетикалық аспектілерін жұмыс мембраналық ферменттер in situ, сондай-ақ модельдік жүйелер.
1. Кеңістіктік бөлу ферменттің және субстраттың. Фермент және субстрат мүмкіндігі болуы тиіс өзара іс-қимыл. Болжаймыз, не біз оқимыз тазартылған интегралдық мембраналық фермент ерітіндісінде детергента с неполярным липофильным субстрат. Және фермент және субстрат солюбилизированы » детергентных мицеллах, бірақ үшін жүзеге асыра алмады катализ, олар болуы тиіс бір және сол мицеллах. При избытке детергента ықтималдығы артады деп фермент және субстрат болады әр түрлі мицеллах және лимитирующей сатысы бұл жағдайда болады диффузия субстрат » ферментно-детергентные мицеллы. Бұл ретте, жұмыс істеу жылдамдығы ферментінің байланысты беттік концентрациясы субстраттың » мицелле емес, көлемдік концентрациясы. Жұмыс кезінде өте гидрофобтық субстраттары болып жиі туындайды проблема. Мұндай субстраты мүмкін емес соңына дейін солюбилизироваться » мицеллах немесе мембраналық везикулах, олардың бір бөлігі коагулирует білім комков немесе микроскопиялық кристалдар, олар фермент емес енеді. Азғантай ферменттердің жұмыс істеуі мүмкін вывернутых мицеллах кезде құрамында су құрылымын диспергированы » шектелген ерітіндідегі қоспалар, бірақ бұл тезірек ережеден гөрі ерекшелік болып табылады.
Өзге де мәселелер өлшеу кезінде белсенділігі мембраналық ферменттер пайда болғанда, немесе фермент немесе субстрат орналасқан ретінде мембраносвязанной, сондай-ақ суда еріген нысандары. Мысалдар мұндай қызмет «жер үсті» ферменттер — липаза немесе қан ұюы факторлары. Талдау үшін кинетика мұндай жүйелердің арасындағы қатынасты білу қажет нысандарымен ферментінің осы эксперименттік жағдайында және каталитикалық белсенділігін нысандарының әрқайсысы. Барлық осы жағдайларда мағынасы шамалардың ең жоғары жылдамдығын және Михаэлис константасының мүмкін мүлде басқа, ол үшін ферменттердің белсенділігі олардың өлшенеді гомогенді ортада қатты қиындатады түсіндіруді осы параметрлердің.