Ферменты неравномерно распределены внутри клеток

Химические реакции, катализируемые ферментами, являются материальной основой про­цессов жизнедеятельности. Клетка представляет пример высокоорганизованной структу­ры с выраженной специализацией отдельных ее частей. Специализированные функции этих частей обеспечиваются специальными наборами ферментов. В свою очередь клеточ­ная специализация, характерная для многоклеточных организмов, также связана со спе­цифическими наборами ферментов. Основные субклеточные структуры и энзиматический статус тесно связаны с особыми функциями клеток, такими как способность к получе­нию энергии и синтезу белков. Структурные элементы, присущие всем клеткам называют органеллами клетки. Они в известном смысле могут сравниться с органами организма, потому что они, как и органы имеют свои задачи. Соответственно этому ферменты распределены неравномерно по клетке. Они связаны с определенными структурами клетки, обеспечивая их функциональную специфичность. Между этими структурами существует тесная взаимосвязь. Подобные отношения можно сравнить с большим заводом, в котором отдельные цеха выполняют специальные задания, однако каждый из них в своей деятельности зависит от другого. Многие ферменты тесно связаны со структурными белками в данном отсеке клетки. В некоторых случаях едва ли воз­можно различить белок фермента и структурный белок. Жесткая фиксация ферментов к структурным образованиям клетки характерна не для одного, а для целой группы фер­ментов, которые катализируют цепь метаболических превращений. В этом случае вме­шательство в структуру приводит к потере участников цепи или полной утрате функций органелл. Такие ферментные «ансамбли» называют полиферментными комплексами, если они катализируют цепь химических реакций, ведущих к образованию важного продукта (например, полиферментный комплекс дегидрогеназа пировиноградной кислоты или синтетаза жирной кислоты) или метаболонами, если речь идет об объединениях ферментов, катализирующих важный метаболический процесс (метаболон гликолитических фермен­тов или метаболон ферментов цикла трикарбоновых кислот). Образование таких фер­ментных ансамблей во многом облегчает не только катализ (снимается ограничивающее влияние диффузии на скорость процесса), но и механизмы регуляции. Приведенные выше механизмы регуляции влияют не на отдельные ферменты этого ансамбля, а на всю струк­туру комплекса. Внутриклеточные мембранные структуры позволяют разделить клетку на отдельные отсеки - компартменты. Такой способ организации процессов создает предпо­сылки для создания новых механизмов регуляции.