Fermentlar faolligining boshqarilishi Enzimopatologiya. Enzimoterapiya Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati Kirish

Fermentlar faolligining boshqarilishi

Metabolizmni tashkil etuvchi kimyoviy reaksiyalarning tezligi muhit sharoiti va fiziologik holatga bog‘liq ravishda o‘zgaradi (boshqariladi). Metabolizmni boshqarishning asosiy mexanizmlaridan bo‘lib ferment faolligini boshqarish hisoblanadi. Boshqarilishning 3 bosqichi mavjud:

1. Hujayra ichi boshqarilishi (substratlar, metabolitlar, aktivatorlar, ingibitorlar, pH, harorat, allosterik fermentlar). Bunday boshqarilish avtomatik kechadi.
2. Gormonal boshqarilish. Oqsil tabiatli gormonlar va aminokislota hosilalari hujayraviy fermentlarni adenilatsiklaza tizimi orqali, steroid gormonlar va tiroksin gen darajasida fermentlar sintezini jadallashtiradi.
3. Nerv tizimi orqali boshqarilish. Hujayra ichi boshqarilishi quyidagilarni o‘z ichiga oladi:
a) faol bo‘lmagan o‘tmishdoshning faollanishi – proferment yoki zimogenning;
b) faol bo‘lmagan oqsil-faol ferment kompleksini dissotsiatsiya qilish yo‘li bilan faollashtirish;
d) ferment molekulasiga spetsifik modifikatsiya qiluvchi guruhni kiritish orqali faollantirish (fosforillanish/defosforillanish);
e) teskari bog‘lanish orqali allosterik boshqarilish.
Har bir fermentning faolligi avvalambor substrat va reaksiya mahsulotining konsentratsiyasiga bog‘liqdir:

Substrat va reaksiya mahsulotlari bilan bir qatorda fermentlar faolligini boshqaruvchilarga koferment va kofaktorlarni keltirish mumkin. Biologik sistemalarda ular konsentratsiyasini o‘zgartirish bitta emas, balki bir guruh fermentlar faolligini o‘zgartirishi mumkin. Fermentlar faolligini va shu jumladan, metabolik yo‘llarni boshqarishda modifikatorlar muhim rol o‘ynaydi: ijobiy (effektorlar) va salbiy (ingibitorlar). Effektor vazifasini kofaktorlar, metallar, substratlar, metabolitlar o‘taydi. Reaksiya tezligini pasaytiruvchi moddalarga fermentlar ingibitorlari deb ataladi.
Oqsil denaturatsiyasini vujudga keltiruvchi moddalar va omillar (qizdirish, kislota, ishqor, og‘ir metall tuzlari va boshqalar) fermentlarni ingibirlaydi. Qaytar va qaytmas ingibirlanish tafovut etiladi. Qaytar ingibirlanishda reaksiya tezligining pasayishi ingibitor va ferment o‘rtasidagi reaksiya tezligini qaytar pasayishi hisobiga boradi:

Fermentlarning qaytmas ingibirlanishi mustahkam ferment va ingibitor ta’sirida birikma hosil bo‘lishi bilan xarakterlanadi:

EI kompleksining hosil bo‘lishi kataliz jarayonida ishtirok etuvchi ferment funksional guruhlari bilan kovalent bog‘ hosil bo‘lishi hisobiga boradi. Ta’sir mexanizmiga ko‘ra qaytar ingibirlanish quyidagicha bo‘linadi :
1) raqobatli;
2) raqobatsiz;
3) raqobat qilmaydigan;
4) substrat;
5) allosterik.
Raqobatli ingibirlanishda ingibitor fermentning substrat bilan birikadigan funksional guruhlari bilan birikadi. Raqobatli ingibitorlar odatda substrat bilan tuzilishi jihatidan o‘xshaydilar. Klassik misol bo‘lib SDGning malonat kislotasi bilan ingibirlanishi hisoblanadi, u qahrabo kislota bilan struktura jihatidan o‘xshashdir; akonitaza ftorlimon kislota bilan ingibirlanadi. Raqobatli ingibitor bilan substratning o‘xshashligi natijasida bunday ingibirlanish izosterik ingibirlanish deb ham ataladi.

Ingibirlanish turlari

Allosterik boshqarilish. Ko‘pgina fermentlar, faollikni oshiruvchi yoki pasaytiruvchi, ma’lum bir metabolitlar bilan qayta bog‘lanishi mumkin. Bunday metabolitlar effektorlar deb yuritiladilar. Effektor fermentning katalitik faol markazi bilan bog‘lanmasdan, maxsus boshqaruvchi – allosterik markazga bog‘lanadi. Allosterik fermentlar odatda 2 yoki undan ortiq subbirliklardan tashkil topgan. Bir subbirlikda katalitik markaz (katalitik subbirlik), boshqasida – boshqaruvchi markaz (boshqaruvchi subbirlik) mavjud. Allosterik ingibitor bo‘lmagan sharoitda substrat katalitik faol markaz bilan bog‘lanadi va reaksiya sodir bo‘ladi. Agar muhitda allosterik ingibitor bo‘lsa, u boshqariluvchi markaz bilan bog‘lanadi, natijada boshqaruvchi subbirlikning konformatsiyasini o‘zgartiradi; buning natijasida katalitik subbirlikning, katalitik markazning ham konformatsiyasi o‘zgarib, natijada fermentning faolligi pasayadi. Allosterik ingibitorning konsentratsiyasi qancha ko‘p bo‘lsa, shuncha ko‘p ferment molekulasi u bilan bog‘lanadi va substratning parchalanish tezligi shuncha past bo‘ladi. Allosterik aktivatorlar ta’sir etganda xuddi shu yo‘sinda fermentning faolligi ortadi.

Misol tariqasida, uridintrifosfat (UTF) sintezining boshqarilishini ko‘rib chiqamiz. Tuzilishi bo‘yicha UTF ATFga o‘xshaydi:

UTF sintezining metabolik yo‘li 8 reaksiyani o‘z ichiga oladi. Birinchi reaksiya karbamoilfosfatsintetaza II bilan boshqariladi. Reaksiya natijasi – karbomoilfosfat – uglerod ikki oksidi, glutaminning amid guruhi va ATFning fosfat qoldig‘idan hosil bo‘ladi; ATF energiya manbai bo‘lib ham xizmat qiladi. Karbamoilfosfatsintetaza II – allosterik ferment: metabolik yo‘lning oxirgi mahsuloti – UTF – uning allosterik ingibitori hisoblanadi. UTF konsentratsiyasi qancha yuqori bo‘lsa, shuncha UTF sintezi past bo‘ladi. Sarflanish tezligi hujayraning ehtiyojiga bog‘liq bo‘ladi. Bunday boshqarilish manfiy qayta bog‘lanish orqali boshqarilish deb yuritiladi.