Активность фермента зависит от присутствия активаторов, в качестве которых могут выступать различные соединения, например, HCl – для пепсина; желчные кислоты – для панкреатической липазы; глутатион, цистеин, витамин С – для тканевых ферментов и папаина (растительный фермент); ионы металлов – для многих ферментов (табл.4.2.).
Обычно трудно провести грань между металлоферментами и ферментами, активируемыми ионами металлов (последние легко диссоциируют). Некоторые ферменты вообще неактивны в отсутствии металлов.
Например, при удалении ионов цинка угольная ангидраза практически лишена ферментативной активности, при этом Zn2+ не может быть заменен ионом другого металла. В ряде случаев ионы металлов выполняют роль простетических групп ферментов.
В других случаях они способствуют присоединению субстрата к активному центру и образованию фермент-субстратного комплекса.
Ингибиторы – полностью или частично подавляют активность ферментов. К таким факторам относятся, прежде всего агенты, вызывающие денатурацию белка: нагревание, кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов.
Таблица 4.2.
Участие ионов металлов в активировании ферментов.
Название фермента | Металл | Название фермента | Металл |
Алкогольдегидрогеназа Карбоангидраза Карбоксипептидаза Фосфогидролазы Фосфотрансферазы Цитохромы Пероксидаза Каталаза Ферредоксин-НАДФ-оксидоредук- таза | Zn2+ Mg2+ Fe2+, Fe3+ | Аргиназа Фосфотрансферазы Тирозиназа Цитохромоксидаза Фосфопируваткиназа АТФазы Ксантиноксидаза Нитрогеназа Нитратредуктаза | Mn2+ Cu2+ K+, Mg2+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Mo2+ |
Специфические ингибиторы – подавляют активность какого-либо одного фермента или группы ферментов. Изучение действия этих ингибиторов имеет важное значение, они могут дать ценную информацию о природе активного центра фермента, о механизме образования фермент-субстратного комплекса.
Известны вещества, специфически связывающие ту или иную группу в молекуле фермента, выключая ее из химической реакции. Например, JCH2 - COOH (йодацетат), его амид и ряд других
соединений легко входят в связь с SH-группами ферментов. Ряд ферментов блокируется фосфорорганическими соединениями.
Ингибиторы позволяют определить функции множественных форм ферментов (изоэнзимов). На ингибировании ферментов основан механизм действия многих токсинов и ядов на организм.
Например, при отравлениях синильной кислотой смерть наступает как результат торможения дыхательных ферментов. Влияние инсектицидов – результат блокирования фермента холинэстеразы. Нервно-паралитические яды (зоман, зарин, Vx) тоже блокируют ферменты.