Ассистент кафедры Доценко А.М.
Заведующий кафедрой Стрыгин А.В.
Общие принципы структурной организации белков-ферментов, первичная, вторичная, супервторичная, третичная, четвертичная структуры. Значение доменной организации для проявления ферментативной активности. Особенности ферментативной активности олигомерных белков. Положительная и отрицательная кооперативность.
Предмет и основные понятия энзимологии. Номенклатура ферментов. Классы и подклассы ферментов. Систематические и тривиальные названия. Способы классификации ферментов. Понятие о семействах и суперсемействах ферментов.
Взаимодействие активного центра белка с лигандом – необходимое условие проявления и регуляции ферментативной активности. Определение активного центра, лигандов, комплементарности и специфичности взаимодействия. Принципы и механизмы взаимодействия «белок – лиганд». Условия и принципы формирования активного центра при формировании нативной конформации белка.
Физико-химические свойства белковых молекул и взаимосвязь между конформационными изменениями и проявлением ферментативной активности. Структурный полиморфизм ферментов.
Понятие о каталитическом активном центре. Строение каталитического активного центра. Принцип комплементарности при взаимодействии каталитического центра с субстратом. Гипотезы полного (ключ – замок) и индуцированного соответствия. Стадии ферментативного катализа. Образование фермент-субстратного комплекса. Понятие о кофакторах и коферментах. Классификация коферментов. Свободные и прочно связанные коферменты. Специфичность действия ферментов.
Субстратная и реакционная специфичность. Субстратная специфичность: абсолютная (строгая) и относительная (групповая, широкая). Стереоспецифичность. Образование предпочтительного переходного комплекса и механизмы его селекции и стабилизации. Основные каталитические механизмы ферментов (общие понятия и сравнительный анализ). Кислотно-основной ферментативный катализ (механизмы, вовлеченные компоненты активного центра). Ковалентный ферментативный катализ (механизмы, вовлеченные компоненты активного центра). Металлозависимый ферментативный катализ (механизмы, вовлеченные компоненты активного центра, металлоферменты и металло-активируемые ферменты).
Ферментативный катализ, основанный на принципах сближения и ориентации. Применимость принципов химической термодинамики к ферментативному катализу: энтропия, энтальпия, энергия Гиббса, энергия активации. Уравнение Аррениуса и уравнение Гиббса – Гельмгольца. Связь образования промежуточного комплекса с изменением энергии активации ферментативной реакции. Равновесие ферментативной реакции и её отдельных стадий. Константа равновесия. Основные закономерности химической кинетики в приложении к ферментативным реакциям.
(ПДФ отсутствует)
Порядок реакции. Константа скорости реакции: физический смысл, экспериментальное определение, методы расчета. Кинетика ферментативных реакций: общие принципы, терминология. Кинетика Михаэлиса – Ментен. Физический смысл и методы экспериментального определения константы Михаэлиса. Понятие о кажущейся константе Михаэлиса. Кинетика многосубстратных ферментативных реакций при независимом и последовательном присоединении субстратов и при реакции по «пинг-понг»-механизму.
Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций in vivo и in vitro. Регуляция физическими факторами (температура, рН среды). Регуляция концентрациями субстрата, продукта или фермента. Регуляция доступностью кофактора или кофермента. Неаллостерические ингибиторы ферментов. Природа обратимого и необратимого ингибирования. Необратимые ингибиторы: принципы, механизмы, классификация ингибиторов. Суицидальное ингибирование. Виды обратимого ингибирования: конкурентное, неконкурентное, бесконкурентное, смешанное. Способы установления типа ингибирования.
Аллостерическая регуляция: общие принципы, аллостерический активный центр. Аллостерическое ингибирование, активация и модификация специфичности. Особенности аллостерической регуляции у мономерных, мономерных мультидоменных и олигомерных ферментов. Изменение активности ферментов на границе фаз и при присоединении к мембранам. Регуляция ассоциацией и диссоциацией ферментных комплексов (белок-белковые взаимодействия). Физиологические белковые ингибиторы ферментов и их роль в живой природе. Регуляция путем ковалентной модификации. Регуляция путем частичного протеолиза. Биологическое значение множественных механизмов регуляции ферментативной активности.
Многофункциональные ферментативные комплексы как пример сложноустроенных молекулярных машин с возможностью точной регулировки. Многоферментные дегидрогеназные комплексы. АТФ-синтетазы и АТФазы.
Система биосинтеза и деградации белков как согласованный ансамбль полиферментативных молекулярных машин. Каталитический механизм и модуляция функции транскрипционных ферментных комплексов про- и эукариот. Сплайсосома – рибонуклеопротеидный комплекс со специфической каталитической активностью. Согласованное взаимодействие сложноустроенных ферментативных комплексов и рибозимов в ходе трансляции. Многофункциональные молекулярные машины, модифицирующие белковые молекулы, на примере шаперонов и протеасом.
Каталитический механизм и модуляция функции транскрипционных ферментных комплексов про- и эукариот. Сплайсосома - рибонуклеопротеидный комплекс со специфической каталитической активностью. Согласованное взаимодействие сложноустроенных ферментативных комплексов и рибозимов в ходе трансляции. Многофункциональные молекулярные машины, модифицирующие белковые молекулы, на примере шаперонов и протеасом.