Ингибирование ферментов. Модель Мехаэлиса—Ментен

В зависимости от определяемых условий скорость реакций может изменяться. Для нас представляют интерес лекарственные средства, которые могут быть ингибиторами, активаторами или индукторами ферментных систем. В этом случае ферменты представляют собой биологическую мишень действия лекарств. В то же время они являются катализаторами в реакциях метаболического превращения лекарственных средств, а в некоторых случаях и сами являются лекарствами. Более того, ферменты наряду с транспортными белками являются источниками нелинейности в фармакокинетических исследованиях. Следовательно, при взаимодействии лекарств с ферментами они могут быть и лигандами, и субстратами.

В ходе изучения ингибиторов была получена ценная информация относительно таких вопросов, как субстратная специфичность ферментов, природа функциональных групп, составляющих активный центр, механизм действия фермента и участие определенных функциональных групп в поддержании специфической конформации молекулы фермента. Особое значение имеет тот факт, что ингибирование различных ферментов специфическими клеточными компонентами служит одним из факторов, регулирующих ход ферментативных реакций в интактной клетке.

Различают прежде всего обратимое и необратимое ингибирование. Необратимое ингибирование обычно сопровождается разрушением или модификацией одной или нескольких функциональных групп фермента (ниже приведены примеры). Обратимое ингибирование может быть предметом количественного изучения с использованием уравнения Михаэлиса—Ментен. Оно, в свою очередь, подразделяется на два типа: конкурентное и неконкурентное. Конкурентное ингибирование может быть ослаблено или устранено путем увеличения концентрации субстрата. На неконкурентное ингибирование изменение концентрации субстрата не влияет.

Модель Мехаэлиса—Ментен неприменима к необратимым реакциям. Ингибитор образует ковалентную связь с ферментом и не может быть удален диализом или другими аналогичными методами. Эффективность необратимого ингибитора не определяется константой равновесия, а зависит от скорости связывания. В качестве необратимых ингибиторов можно назвать йодацетамиды и малеимиды, которые необратимо реагируют с сульфгидрильными группами.

ингибирование ферментов

Наряду с ингибиторами существует целый ряд активаторов ферментов. Хорошим примером такого активатора может быть цистеин, который содержит свободную —SH группу.

Особенно важным и повсеместно распространенным в природе активатором многих ферментов, также содержащим свободную сульфгидрильную группу, является восстановленный глютатион. Активирующее действие цистеина и глютатиона заключается в том, что они восстанавливают дисульфидные связи фермента с образованием —SH групп, необходимых для проявления его каталитической активности.

В некоторых случаях может иметь место репрессия или индукция одновременно целой группы ферментов; это связано с тем, что синтез всей этой группы ферментов закодирован в ДНК набором последовательно расположенных генов, который носит название оперона.
Индукция ферментов приводит к так называемой метаболической толерантности лекарств.
В заключение приведем еще некоторые сведения о природе ферментативной активности, которые будут полезны в наших дальнейших рассуждениях.

- Читать далее "Значение ферментов в организме. Ферментативные реакции"

Оглавление темы "Распадаемость и растворимость лекарств":
1. Кинетика реакций в организме. Кинетика в фармакологии
2. Ингибирование ферментов. Модель Мехаэлиса—Ментен
3. Значение ферментов в организме. Ферментативные реакции
4. Фармакологические закономерности. Молекулярная интерпретация в фармакологии
5. Энтальпия в фармакологии. Энтропия на молекулярном уровне
6. Равновесие Гиббса—Доннана в фармакологии. Термодинамическое равновесие в фармации
7. Выход субстанции из лекарственной формы. Высвобождение фармакологического вещества
8. Классификация лекарственных форм. Распадаемость таблеток
9. Растворимость лекарств. Оценка растворимости твердых лекарственных форм
10. Взаимодействие лекарства и вспомогательных веществ. Комплексные соединения в лекарственных формах

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: