Проферменты

КООПЕРАТИВНЫЙ ЭФФЕКТ

Характерен для ферментов, имеющих 2 и более субъединиц. Присоединение субстрата или эффектора к одной из субъединиц облегчает последующие присоединения к оставшимся субъединицам. Типичный пример кооперативного эффекта- перенос кислорода молекулами гемоглобина.

Некоторые ферменты синтезируются первоначально в неактивной форме, а затем переходят в активную форму. Неактивная форма фермента называется проферментом.

Белки-ферменты трипсин и химотрипсин катализируют распад белков в пищеварительном тракте на аминокислоты. Неактивные предшественники трипсиноген и химотрипсиноген синтезируются в поджелудочной железе. Отсутствие активности у проферментов важно для сохранности клеток, которые их продуцируют. Если бы клетки поджелудочной железы синтезировали ферменты в активной форме, то это привело бы к саморазрушению, так как белки клетки подверглись бы разрушению этими ферментами.

Активация проферментов включает изменение первичной структуры с одновременным изменением трехмерной структуры. Например, в тонкой кишке трипсиноген превращается в трипсин путем удаления пептида из 6 аминокислот с N-конца. Этот процесс катализируется энтеропептидазой:

энтеропептидаза

трипсиноген трипсин

Проферменты неактивны, потому что у них отсутствует активный центр. При активации проферментов происходит изменение первичной и третичной структуры. При этом аминокислоты, составляющие активный центр, сближаются.

ИЗОФЕРМЕНТЫ отличаются по структуре, но выполняют одну и ту же функцию. Изоферменты, в частности, имеют алкогольдегидрогеназа и лактатдегидрогеназа (существуют целых 5 изомеров лактатдегидрогеназы). Изоферменты могут различаться по каталитической активности, несмотря на то, что катализируют одну и ту же реакцию. Так, в клетках печени человека различаются цитоплазматическая ацетальдегиддегидрогеназа (низкоактивная, с высоким значением Km) и митохондриальная ацетальдегиддегидрогеназа (AcDH), с малым значением Km. Последнее обстоятельство является биохимической причиной непереносимости алкоголя у коренного населения Юго-Восточной Азии, которое связано с практическим отсутствием у них (по генетическим причинам) митохондриальной AcDH и превращение образовавшегося из этанола ацетальдегида осуществляется у них малоактивной цитоплазматической AcDH.