Кружок Основы молекулярной генетики

сигнальные, защитные, структурные, рецепторные, регуляторные, ферменты.
Понятие о прионных заболеваниях.
Понятие

о протеомике.

очень низкой плотности; ЛППП — липопротеиды промежуточной плотности; ЛПНП —

липопротеиды низкой плотности;
ЛПВП — липопротеиды высокой плотности.

крови

живом организме
состоят из L-α-аминокислот, соединенных пептидными связями
имеют 4 уровня организации

молекул
характерна конформационная лабильность
при денатурации теряют активность
синтезируются как белковые молекулы
И.П. Павлов: переваривающая способность желудочного сока зависит от количества белка в нем (отсюда следует, что пепсин – белок)

Классификация белков согласно их биологическим функциям.

Ферментативная (каталитическая) функция

70 кДж/моль)
при участии железа (Еа = 42 кДж/моль), скорость реакции

увеличивается в 103 раз
в присутствии каталазы (Еа = 7 кДж/моль), скорость реакции увеличивается в 1010 раз

участок молекулы фермента, способный комплементарно (специфически) связываться с субстратом и

обеспечивать его каталитическое превращение
Формируется на уровне III структуры белка
У простых ферментов состоит только из аминокислотных остатков
У сложных ферментов имеет кофактор (кофермент)
Участок связывания активного центра обеспечивает сродство к субстрату и формирование фермент-субстратного комплекса (ES), например, за счет ионных взаимодействий
Каталитический участок активного центра осуществляет химическую реакцию

реакцию
Субстрат комплементарен АЦ фермента («ключ-замок»)
Продукт (Р) – вещество, которое образуется

в процессе реакции
Продукт не имеет сродства к активному центру фермента

и субстрата и образованием ES-комплекса
Конформационной лабильностью ферментов, которая является основой

их высокой специфичности

реакцию или один тип реакций

Исключение: лиазы, в одном направлении, катализируют

негидролитическое расщепление субстрата, а в другом – присоединение простой молекулы по кратной связи

или несколькими субстратами со сходным строением и типом связей (относительная,

групповая)
абсолютная субстратная специфичность
уреаза: гидролиз мочевины
аргиназа: гидролиз аргинина
относительная субстратная специфичность
пищеварительные ферменты
стереоспецифичность
лактатдегидрогеназа: окисление только L-лактата

– не активен
большинство природных ферментов – сложные белки-протеиды
кофактор – небелковая

часть сложного фермента (лат. «вместе делающий»)

коферменты
По виду химической связи:
слабые взаимодействия (присутствуют в активом центре фермента

только в момент реакции, являясь косубстратом)
ковалентная связь (простетическая группа)
Роль кофактора:
изменение конформации фермента, субстрата
непосредственное участие в реакции

субстрата (Mg2+-АТФ)
Стабилизируют конформацию апофермента (Zn2+ стабилизирует IV структуру алкогольдегидрогеназы)
Участвует в

катализе (ионы железа, меди участвуют в переносе электронов)

в реакции дисмутации супероксид-аниона:

О2 - + О2 - + 2Н+ = Н2О2 + О2
1) О2 - + Cu2+ + Н+ = Cu1+ + О2
2) О2 - + Cu1+ + Н+ = Cu2+ + Н2О2

(анаэробных дегидрогеназ), источник синтеза – никотиновая кислота (vit РР, или

В3)
HS-CoA (кофермент А) - кофермент ацетил-, ацилтрансфераз, некоторых лигаз, источник синтеза – пантотеновая кислота (vit B5)
тетрагидрофолат (Н4 –фолат) - кофермент трансфераз - переносчиков С1-фрагментов, источник синтеза – фолиевая кислота (vit B9)

реакции определяется уменьшением количества молекул субстрата или увеличением количества молекул

продукта за единицу времени

активность фермента (1МЕ) = мкмоль (S или P) / мин
1 кат = 6 х 107 МЕ
уд. активность фермента = мкмоль (S или P) / (мин • мг белка)

аллостерических ферментов)
Концентрация кофактора (для сложных ферментов)
Присутствие активаторов или ингибиторов
Температура
рН среды

нуля до 40 ° С) и денатурацией белка (выше 40°

С)

центра фермента и субстрата,
а также денатурацией фермента при значительных изменениях

рН

скорость реакции равна 1/2 от максимальной). Характеризует сродство фермента к

субстрату (чем меньше значение, тем выше сродство). Является величиной постоянной.

описывает уравнение Михаэлиса и Ментен:

V = V max · [

S] / [ S] + Km
Отсюда,
[ S] = Km · V / V max - V

микро-, макроэлементы
Активаторы не являются кофакторами


Известно, что в присутствии хлорид-ионов активность

амилазы слюны значительно возрастает, а в отсутствии катионов кальция не проявляется. Какую роль в проявлении активности фермента играют кальций и хлор?

связи:
обратимые (слабые связи)
необратимые (ковалентная связь)
По механизму действия:
конкурентные
неконкурентные

конформацию фермента и активного центра

Снижают Vmax

Не изменяют Km

ферментов:
Изменение количества фермента (индукция или репрессия синтеза)
Изменение каталитической активности фермента

вследствие изменения его конформации

Ферменты, активность которых регулируется при участии гормонов или каких-либо метаболитов, называются регуляторными, или ключевыми. С помощью ключевых ферментов регулируется скорость метаболических процессов.

ключевых ферментов гликолиза (окисления глюкозы).
Активация гликолиза в клетках приводит к

снижению уровня глюкозы в крови.

субстрата

Индуцибельные (адаптивные) ферменты – ферменты, которые синтезируются только при наличии

субстрата
ПРИМЕР: алкогольдегидрогеназа

и дефосфорилирование

Частичный протеолиз

Аллостерическая регуляция

панкреатическая липаза – активируется путем присоединения белка-фермента колипазы
Мембранный фермент аденилатциклаза,

участвующий в передаче сигнала гормонов в клетку, активируется путем взаимодействия с альфа-субъединицей G-белка

регуляция

или несколько)
Активный и аллостерический центры находятся в разных протомерах
Регуляторы активности

- эффекторы (активаторы, ингибиторы)
Изменение конформации регуляторного протомера приводит к изменению конформации молекулы в целом, а значит и активного центра
Катализируют ключевые реакции
Аллостерическая регуляция обратима
ПРИМЕРЫ эффекторов:
продукты реакции (ингибиторы)
ATP – ингибитор, ADP – активатор ключевых ферментов энергетического обмена

катализируют белки-ферменты, многие из которых нуждаются в кофакторах – микроэлементах

и производных витаминов
Ферментам свойственна высокая каталитическая эффективность, специфичность действия, конформационная лабильность, способность осуществлять катализ в «мягких» условиях внутренней среды организма
Активность ферментов регулируется. Это свойство ферментов является основой регуляции метаболических процессов в организме

повышает его вероятность перехода в токсичную конформацию, которая описывается бóльшим содержанием

β-структуры. Прионы наиболее патогенны в форме олигомеров; после образования фибрилл токсичность снижается. В зависимости от того, о каком конкретно прионном белке идет речь, в патологическом состоянии он может образовывать бляшки, клубки или тельца включения. Возможные пути лекарственного вмешательства: (I) снижение концентрации «нормального» белка-предшественника; (II) ингибирование образования прионной формы; (III) уничтожение токсичных агрегатов. Снизу: Наследственная старческая нейродегенерация объясняется двумя событиями: наличием мутантной формы предшественника и образованием из него приона, готового к олиго- и полимеризации с образованием токсичных форм.

Прио́ны (англ. prion от protein «белок» + infection «инфекция»  — особый класс инфекционных агентов, представленных белками с аномальной третичной структурой и не содержащих нуклеиновых кислот. 

анализу белков (иными словами, высокопроизводительному исследованию белков).