Кофакторы - модифицированные остатки аминокислот

В ряде ферментов органическими кофакторами могут быть модифицированные аминокислотные остатки, входящие в состав активного центра фермента. Они представляют собой окисленные радикалы остатков тирозина полипептидной цепи соответствующих ферментов. Например, кофактором лизилоксидазы - фермента, катализирующего реакцию окисления остатков лизина, участвующих в образовании поперечных сшивок в молекулах коллагенов и эластина, является лизилтирозилхинон (рис. 5-16). Кофактором полиаминоксидаз - ферментов, осуществляющих метаболизм полиаминов, является ТОФА-хинон (хинон, образованный при окислении 2,4,5-триоксифенилаланина).

Рис. 5-16. Формулы кофакторов - модифицированных остатков аминокислот: а - лизилтирозилхинон; б - ТОФА-хинон

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ

Влияние температуры и рН на активность ферментов

Ранее уже отмечалось, что изменение рН влияет на степень ионизации функциональных групп аминокислотных остатков белка. Именно поэтому изменение рН обычно сопровождается изменением каталитической активности ферментов, хотя известны ферменты, сохраняющие свою активность в широком диапазоне рН (рис. 5-17).

Однако в большинстве случаев ферменты наиболее активны в узком диапазоне значений рН, получившем название оптимума рН, отклонение от которого сопровождается резким снижением их каталитической активности.

Рис. 5-17. Зависимость активности ферментов от значений рН

Чаще всего оптимум рН ферментов организма человека находится в области нейтральных значений, а также в слабощелочной (рН 7,0-8,0) или слабокислой (рН 5,0-6,0) среде (табл. 5-2).

Таблица 5-2. Значения оптимума рН для некоторых ферментов

Вместе с тем в организме человека есть ферменты, оптимум рН которых находится в сильнокислой (пепсин) или щелочной (аргиназа и др.) среде. Однако если в процессе пищеварения рН желудочного сока может соответствовать оптимуму рН пепсина, то внутриклеточная среда далеко не всегда обеспечивает оптимум рН для работы ряда ферментов, например аргиназы. Именно поэтому в клетке ферменты могут функционировать в условиях, далеких от идеальных, а рН среды является важным фактором, влияющим на каталитическую активность ферментов.

В записную книжку врача

Нормацидной реакции желудочного сока соответствуют значения рН от 1,2 до 2,0. При снижении функции обкладочных клеток желудка, продуцирующих соляную кислоту, рН желудочного сока может достигать 5,0. Поскольку рН желудочного сока в таком случае намного выше оптимума рН фермента пепсина, происходит нарушение переваривания белков пищи в желудке. Именно поэтому при лечении гипоацидных состояний назначают разведенную соляную кислоту. Она нормализует рН желудочного сока, способствует активации пепсина и созданию оптимума рН работы этого фермента.