]) без какого-либо изменения формы кривой (или величины VMAX).

1*Н —

2. Неконкурентное ингибирование и активация

«неконкурентным. В этом случае связывание S и I не является взаимоисключающим, оба этих лиганда могут быть одновременно связаны молекулой фермента. Почему подобный ингибитор замедляет ферментативную реакцию? В большинстве случаев ингибитор отличается по своей структуре от субстрата. Это обстоятельство позволяет предположить, что ингибитор связывается с аллостерическим центром, т. е. центром, ^отличным от центра связывания субстрата, и подавление активности фермента обусловлено искажением его трехмерной структуры, вызываемым связыванием ингибитора; это искажение может передаваться активному центру, хотя центр связывания ингибитора удален от активного центра. Помимо этогЬчСвязанный ингибитор способен влиять на каталитический процесс, частично экранируя активный центр. Как бы то ни было, превращение комплекса ESI протекает медленнее, чем каталитический распад комплекса ES с образованием продукта, или не протекает вообще.

Связывание какого-либо соединения аллостерическим центром иногда приводит не к подавлению активности фермента, а, напротив, к ее увеличению. Количественный анализ кинетики подобной активации проводится так же, как н в случае ингибироваиия. Аллостерические ингибиторы и активаторы часто рассматривают совместно и называют их кодификаторами -или эффекторами. Принципиальная схема действия модификатора М выглядит следующим образом '[34]:

Е + S 4 * ES -—>- Продукт

+ ЯМ (модификатор) М

к к

Ki Кг

\ k

ЕМ ^1"ESM —Продукт

(6-47)

Ъ этой схейе-/Сг'*и К2 представляют сббоН* константы равиовёстия ДЛЯ

процесса обратимого отщепления М от комплексов ЕМ и ESM соответственно, а № и KKS— аналогичные1 конст'акты'для процесса~6тщейле>нЧш S от комттетекёов ES й Е$М. Заметим,' что константа диссоциации

для равновесного процесса 'ESM^EM+S tie Является независимой величиной и связана с остальными константами равновесия 'следующимсоотношением5? ? ~ ~ [ ' - < ~ t

,Для простоты предполагается, что стадии связывания S и ,Мгявляются равновесными, (разд. А, 10, г),; '> ' г < У * \ Г '

Рассмотренное выше конкурентнее ингибировдние соответствует •ситуации,, когд.а К?—»-рр (и, следовательно, /С<ш—коо). В этом случае М представляет собой ингибитор, и активация отсутствует. Неконкурентное ингибирование, отвечает случаю,- когда комплекс ESM не подвергается каталитическому превращению, т<г Э- ^4=0, Уравнение для Ijv осмеет в этом случае следующий вид: .

F_L=_L_ ( I + IIM-i:' *М /1+Ж.у (6-49)

"Из уравнения видно, что величина 1/Ута* умножена на член, содержащий [I] и К2. Таким образом, характерной,?отдобент|0??w«< нек-онру р ентного ингибирования является уменьшение максимальной скорости по> сравнению с максимальной скоростью в отсутствие ингибитора1*. Какой» бы высокой ии была концентрация субстрата, полностью предотвратить, ингибирование невозможно.

На рис. 6-8 представлены зависимости 1/и от 1/[S] для реакций,, протекающих в отсутствие и в присутствии ингибитора. Если К\ — Къ (случай чисто неконкурентного ингибирования), то в координатах

f

и 2 / /

У s S

/ / X

Л

V

у

' том 1

1 0 1

KM 1

[SJ

РИС 6-8. Графики двойных обратных координат для реакций, протекающих в присутствии неконкурентного или частично коикуреитиого ингибитора. / — в отсутствие ингибитора; // — в присутствии неконкурентного ингибитора (fl]/iCs-'[I]//Cie»l); /// — в присутствии частично коикуреитиого ингибитора ([I]//Ca»0,5; [l]!Ki — 1).

{1/[S]; l/v) для различных фиксированных концентраций ингибитора* мы получим прямые, пересекающиеся в точке, которая лежит на ос» абсцисс и соответствует значению 1/[S], численно равному —1/Лм. Если же Кх-фКъ (случай частично конкурентного ингибирования), то» семейство прямых пересекается в точке, лежащей в области отрицательных значений 1/[S] и выше или ниже оси абсцисс в зависимости от соотношения между константами К\ и К2. Рис. 6-8 соответствует ситуации, когда K2=sKi/2Y т. е. М связывается с комплексом ES в два раза прочнее, чем с Е.

Из рис. 6-7 видно, как изменяется форма кривой в присутствии' неконкурентного и конкурентного ингибиторов. Смещение точки полу-насыщеиия вправо отражает свойство ингибитора препятствовать связыванию субстрата, а снижение максимальной скорости в случае неконкурентного ингибитора связано с тем, что субстрат не способен полностью» вытеснить ингибитор из комплекса с ферментом даже в том случае, когда его концентрация очень высока.

Если ингибитор связывается только с комплексом ES и не связывается с Е, т.е. /(1 = 00, зависимости 1/и от 1/[S], полученные при различных фиксированных концентрациях ингибитора, графически изображаются параллельными прямыми. Этот случай, обычно называемый* бесконкурентным иигибированием, для односубстратных ферментных систем встречается довольно редко. Однако процесс ингибировани» в мн