БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

4. ФЕРМЕНТЫ

4.4. Ингибирование ферментов

4.4.3. Неконкурентное необратимое ингибирование

Некоторые вещества вызывают необратимое ингибирование ферментов. Рассмотрим два примера такого рода.

Очень малые концентрации ионов тяжелых металлов, например ионов ртути (Hg²⁺), серебра (Ag⁺) и мышьяка (As⁺), а также определенные иодсодержащие соединения полностью ингибируют некоторые ферменты. Эти вещества необратимо соединяются с сульфгидрильными группами (—SH) в молекуле фермента (рис. 4.13), причем сульфгидрильные группы могут находиться как в активном центре фермента, так и вне его. В любом случае структура фермента нарушается и он теряет способность осуществлять катализ. Может произойти и осаждение ферментного белка.

Рис. 4.13. Необратимое ингибирование фермента иодуксусной кислотой. Иод вступает в реакцию с сульфгидрильными группами фермента.

Другой пример необратимого ингибирования — действие диизопропилфторфосфата (ДФФ), соединения из группы нервнопаралитических отравляющих веществ. ДФФ связывается с остатком аминокислоты серина, находящимся в активном центре фермента ацетилхолинэстеразы. Этот фермент инактивирует ацетилхолин, играющий роль нейромедиатора. Одна из функций ацетилхолина заключается в обеспечении передачи нервного импульса от одного нейрона к другому через синаптическую щель (гл. 17). Почти сразу после передачи очередного импульса ацетилхолинэстераза инактивирует ацетилхолин, расщепляя его молекулы. Если ацетилхолинэстераза ингибирована, то ацетилхолин накапливается, нервные импульсы следуют один за другим, и мышца длительное время не расслабляется. В конце концов наступает паралич, а может наступить и смерть, поскольку затронутыми оказываются также мышцы грудной клетки, в результате чего происходит остановка дыхания. Некоторые из применяемых в настоящее время инсектицидов (например, паратион) оказывают такое же действие на насекомых. Нервную и мышечную системы человека они тоже способны повреждать.

4.4. Объясните, почему изменение концентрации субстрата не влияет на неконкурентное ингибирование.