ории Миха .лиса Мен теп, определить как отношение констант обратной п прямой реакций:

к 1 Е " ;ь

те 1111ti 1биторная константа прямо пропорциональна произведению конрации комплекса. EL

Метод конкурентного торможения нашел широкое применение в медицинской практике. Известно, например, что для лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями, применяют сульфаниламидные препараты. Оказалось, что чти препараты имеют структурное сходство с параамипобенюппоп кислотой, которую бактериальная клетка использует для синтеза фолпопон кислоты, являющейся составной частью

Е+ S

ES

Рис 4.20. Действие конкурентного ингабитора (схема по В.Л. Кретовичу).

Е + 1

Комплекс В (неактивный)

Е-фермент; S-субстрат; Pt и Р2 - продукты реакции; I - ингибитор.

Сульфаниламид

ферментов бактерий. Благодаря этому структурному сходству сульфаниламид блокирует действие фермента путем вытеснения парааминобензой-ной кислоты из комплекса с ферментом, синтезирующим фолиевую кислоту, что ведет к торможению роста бактерий.

п-Аминобенэсй-ная кислота

Некоторые аналоги витамина Вб и фолиевой кислоты, в частности дезоксипиридоксин и аминоптерин (см. главу 7), действуют как конкурентные, так называемые коферментные, ингибиторы (или антивитамины), тормозящие многие интенсивно протекающие при патологии биологические процессы в организме. Применение подобных аналогов в медицинской практике (в частности, в дерматологии и онкологии) основано на конкурентном вытеснении коферментов из субстратсвязывающих центров ключевых ферментов обмена.

Неконкурентное ингибирование вызывается веществами, не имеющими структурного сходства с субстратами и часто сшзывающимися не с активным центром, а в другом месте молекулы фермента. Степень торможения во многих случаях определяется продолжительностью действия ингибитора на фермент. При данном типе ингибирования благодаря образованию стабильной ковалентной связи фермент часто подвергается полной инактивации, и тогда торможение становится необратимым. Примером необратимого ингибирования является действие йодацетата, ДФФ, а также диэтил-л-нитрофенилфосфата и солей синильной кислоты. Это действие заключается в связывании и выключении функциональных групп или ионов металлов и молекуле фермента.

Следует указать, что неконкурентное ингибирование также может быть обратимым и необратимым, поскольку отсутствует конкуренция между субстратом и ингибитором за активный центр. Примеры необратимого ингибирования приведены ранее. При обратимом неконкурентном ингибировании субстрат S и ингибитор I связываются с разными центрами, поэтому появляется возможность образования как комплекса EI, так и тройного комплекса EIS; последний может распадаться с освобождением продукта, но с меньшей скоростью, чем комплекс ES.

Е +

ES" +

Е

EI + S ESI

Этот тип неконкурентного ингибирования чаще всего наблюдается

у ферментов, катализирующих превращения более одного субстрата, когда связывание ингибитора не блокирует связывание субстрата с активным центром. Ингибитор при этом соединяется как со свободным ферментом, так и с ES-комплексом.

Известно, кроме того, так называемое бесконкурентное ингибирование, когда ингибитор связывается с ферментом также в некаталитическом центре, однако не со свободным ферментом, а только с ES-комплексом в виде тройного комплекса.

Е + S - - ES + | .м ESI

Е + Р

Для выяснения вопроса о типе ингибирования пользуются уравнениями Михаэлиса-Ментен, Лайнуивера-Бэрка или другими, например уравнением Эди-Хофсти:

v =-Km(v/[S]) + F_

и соответствуюигими графиками в прямолинейных координатах.

а- в координатах v от [S]; б - в координатах 1/v от l/[S]\ Vmix и \ - максимальные скорости реакции; и Кш - константа Михаэлиса соответственно в отсутствие (1) и в присутствии (2) ингибитора.

При конкурентном типе ингибирования ингибитор увеличивает значение не оказывая влияния на максимальную скорость Vm (рис. 4.21). Это означает, что при достаточно высокой концентрации субстрата [S] ингибитор вытесняется молекулами субстрата из комплекса EI. При неконкурентном ингибировании (рис 4.22) ингибитор снижает величину максимальной скорости. Если при этом величина не уменьшается, то говорят о полностью неконкурентном ингибировании. Подобный тип ингибирования имеет место при образовании неактивных, труднодиссоциируюпгих

Рис. 422. Графики зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата в присутствии неконкурентного ингибшора. Обозначения тс же» что на рис. 4.21.

комплексов EI и(или) EIS. Част», однако, наблюдается смешанный тип ингибирования, иногда называемый частично неконкурентным, или обратимым неконкурентным ингибированием (см. ранее), при котором снижение Vme сочетается с одновременным увеличением значений К^. Это означает, что комплекс 1 ?". 1 сохраняет частичную активность, т.е. способность к образованию промежуточного тройного комплекса ELS, в котором субстрат подвергается замедленному каталигическому превращению.