Тысячи химических реакций, составляющие основу процессов жизнедеятельности формируют тесно переплетенные и связанные между собой сети метаболических путей. Быстрая ответная реакция клетки на постоянно меняющиеся условия внешней среды требует тонкой и согласованной регуляции скоростей химических реакций. Это достигается благодаря развившимся в течении эволюции механизмам регуляции, объектом действия которых являются ферменты. Можно выделить две основные группы механизмов регуляции, одна из которых обеспечивает долговременную регуляцию, а вторая – быстрый ответ. Первая группа включает механизмы регуляции количества фермента в клетке. Изменение количества фермента обеспечивается как влиянием на их синтез (регуляция транскрипции, трансляции и посттрасляционной модификации белковой молекулы), так и на механизмы распада молекул ферментов (в цитозоле и лизосомах). Эти механизмы для своего проявления требуют довольно много времени, и не могут поддерживать гомеостаз при быстрых изменениях уровней метаболитов в клетке. Быстрый ответ клетки обеспечивается другой группой механизмов, оказывающих влияние на активность ферментов. Эта группа включает действие ингибиторов, протеолитическое активирование, влияние белковых ингибиторов, ковалентную модификацию структуры фермента и аллостерическую регуляцию.
|
|
Активность ферментов можно тормозить (ингибировать)
Кинетический анализ ферментативных реакций позволил выявить группу веществ, способных оказывать влияние на ход химической реакции, замедляя ее скорость. Такие вещества получили название ингибиторов. Ингибиторы – соединения, которые могут взаимодействовать с ферментами и тормозить их активность. Ингибиторами могут быть нормальные метаболиты, образующиеся в клетках в процессах жизнедеятельности или искусственно синтезированные молекулы, используемые для исследования механизмов ферментативнго катализа. Многие токсические вещества являются ингибиторами ферментов и их токсичность связана с тем, что они тормозят активность ферментов, ответственных за жизненные реакции. Некоторые из этих токсических ингибиторов специфичны для отдельных организмов, или групп организмов, и могут использоваться как антибиотики, пестициды, гербициды и так далее. Ингибиторы могут взаимодействовать с ферментами различными способами, и кинетика фермента - главный инструмент для исследования различий между этими механизмами.