Регуляция каталитической активности ферментов частичным (ограниченным) протеолизом

· Некоторые ферменты, функционирующие вне клеток (в ЖКТ или в плазме крови), синтезируются в виде неактивных предшественников и активируются только в результате гидролиза одной или нескольких определённых пептидных связей, что приводит к отщеплению части белковой молекулы предшественника. В результате в оставшейся части белковой молекулы происходит конформационная перестройка и формируется активный центр фермента.

· Трипсиноген, синтезируемый в поджелудочной железе, при пищеварении по протокам поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку, где и активируется путём частичного протеолиза под действием фермента кишечника энтеропептидазы. В результате отщепления гексапептида с N-конца формируется активный центр в оставшейся части молекулы. Трипсин относят к семейству "сериновых" протеаз - активный центр фермента содержит функционально важный остаток Сер.

• Частичный протеолиз - пример регуляции, когда активность фермента изменяется необратимо. Такие ферменты функционируют, как правило, в течение короткого времени, определяемого временем жизни белковой молекулы. Частичный протеолиз лежит в основе активации протеолитических ферментов, белков свёртывающей системы крови и фибринолиза, белков системы комплемента, а также пептидных гормонов.

Интенсивность протекания биохимических процессов определяется функционированием ферментных систем клетки.

Регуляция деятельности ферментного аппарата клетки осуществляется изменением каталитической активности ферментов - быстрый механизм регуляции, или

изменением концентрации ферментов - медленный механизм регуляции.

Различают следующие уровни регуляции биохимических процессов через ферментные системы клетки:

1. Низший - изменение каталитической активности ферментов вследствие изменения факторов среды: концентрация субстрата, концентрация кофакторов, концентрация продуктов реакции, рН среды, температура, присутствие ингибиторов или активаторов.

2.Изменение каталитической активности регуляторных ферментов.

3.Изменение интенсивности синтеза ферментов под влиянием метаболитов (в основном у прокариот).

4. Высший - изменение функционирования ферментного аппарата клетки под влиянием гормонов, которые или сами проникают в клетку, в ядро (стероидные и тиреоидные гормоны), или действуют на наружные рецепторы клетки (белково-пептидные гормоны и катехоламины).