2.6. Fermentlar faolligining boshqarilishi. Fermentlar faolligi boshqariladigan katalizatorlarga mansub ekanligi yuqorida aytilgan edi. Ferment faolligini boshqarilishi turli xil biologik komponentlar yoki yot birikmalar (masalan, dori va zaharlar) bilan o`zaro ta`siri orqali yuzaga keladi. Ular fermentlarning modifikatorlari yoki regulyatorlari deb ataladi. Modifikatorlarning fermentlarga ta`siri ostida reaktsiya tezlashishi (bunday sharoitda ularni aktivatorlar deyiladi) yoki sekinlashishi (bunday sharoitda ularni ingibitorlar deyiladi) mumkin.
Fermentlar faolligini boshqarilishi 3 bosqichni o`z ichiga oladi:
Hujayra ichki boshqarilishi (substratlar, metabolitlar, aktivatorlar, ingibitorlar, pH, harorat, allosterik fermentlar). Bunday boshqarish avtomatik kechadi.
Gormonal boshqarilish. Oqsil tabiatli gormonlar va aminokislota unumlari hujayraviy fermentlarni adenilatsiklaza tizimi orqali, steroid gormonlar va tiroksin gen darajasida fermentlar sintezini jadallashtiradi.
Nerv tizimi orqali boshqarilish
Fermentlarning ingibirlanishi.
Ferment ingibitorlari ta`sir etish mexanizmi bo`yicha quyidagi turlarga bo`linadi: 1) raqobatli; 2) raqobatsiz; 3) raqobat qilmaydigan; 4) substrat; 5) allosterik;
1). Raqobatli ingibitor tuzilishi jihatidan substratga o`xshash modda bo`lib, ferment bilan bog`langandan so`ng oson ajralib ketmaydi va fermentning faol guruhiga haqiqiy substrat o`rtasida raqobat kelib chiqadi. Substrat ferment bilan birikib ES kompleksi paydo qilganidek, ingibitor ham xuddi shunday dissotsiyalanish qobiliyatiga ega bo`lgan kompleks hosil qiladi:
E+I → EI
Raqobatli ingibirlanishda boshqalardan farqli ravishda uchtalik kompleks ESI (ferment-subtrat-ingibitor) hosil bo`lmaydi.
Subtratga o`xshash ingibitor ferment molekulasining bir qismini bog`lab, ferment-subtrat kompleksi hosil bo`lishiga yo`l qo`ymasligi natijasida ingibirlanish hodisasi kelib chiqadi. Ferment molekulalari faol markazidan ingibitorni yuqori darajadagi substrat bilan siqib chiqarilganda tormozlanishni to`xtatish va fermentni katalizlash qobiliyatini tiklash mumkin.
Raqobatli ingibitor subtratga o`xshash bo`lganligi uchun bunday ingibirlash izosterik ingibirlash deb ham ataladi. Ferment faollanishiga ta`sir etuvchi metabolitlar va yot moddalar raqobatli (izosterik) ingibitorlar bo`lishi mumkin.
Raqobatli ingibirlashga suktsinat va malonat kislotalari bilan suktsinatdegidrogenaza fermenti orasidagi munosabat misol bo`la oladi. Malonat kislotasining strukturasi suktsinatga o`xshash bo`lganidan u fermentning ma`lum sathi bilan bog`lanadi, hosil bo`lgan kompleks esa parchalanmaydi, fermentni blokirlab turadi.
Ko`pchilik farmakologik preparatlarni, qishloq xo`jalik zararkunandalariga qarshi ishlatiladigan zaharli ximikatlarni ta`siri raqobatli ingibirlanishga asoslangan.
Antikofermentlar – kofermentlar analogi, ammo koferment vazifasini bajarolmaydi. Ular raqobatli ingibitor bo`lib, o`zlari bog`langan fermentlarni «saf»dan chiqarish qobiliyatiga ega. Antikofermentlar unumlari bo`lgan antivitaminlar biologik tadqiqotlarda va meditsina amaliyotida samarali dori sifatida keng qo`llaniladi.
2. Raqobatsiz ingibirlanish. Raqobatsiz ingibitorlar fermentlarning substrat bilan bog`lanishiga emas, uning katalitik o`zgarishiga ta`sir ko`rsatadi. Raqobatsiz ingibitor fermentning faol markazidagi katalitik guruhlar yoki boshqa qismi bilan bevosita bog`lanib, fermentning substrat bilan o`zaro ta`sirlashishiga xalal beradigan darajada katalitik markaz strukturasiga ta`sir etadi. Raqobatsiz ingibitor raqobatli ingibirlanishdan farqli ravishda quyidagi formula bo`yicha uch tomonlama kompleks hosil bo`ladi:
E + S + I → ESI
Og`ir metallar oz miqdordagina raqobatsiz ingibitor bo`la oladi, miqdori ortsa inaktivator bo`lib, denaturatsiyalovchi modda singari ta`sir etadi.
Raqobatsiz ingibitorlardan farmakologik vositalar sifatida, qishloq xo`jalik zararkunandalariga qarshi kurashishda zaharlovchi moddalar va harbiy maqsadlarda qo`llaniladi. Undan tashqari zaharlanganda ulardan ferment ingibitor kompleksining reaktivatorlari yoki zaharga qarshi moddalar sifatida foydalanish mumkin. Barcha SH - tutuvchi komplekslar, (sistein, dimerkaptopropanol), limon kislotasi, etilendiamintetrasirka kislota reaktivatorlar qatoriga kiradi.
3. Raqobat qilmaydigan ingibirlanish. Raqobat qilmaydigan ingibirlash deb faqat ferment substrat kompleksiga ingibitorning birikishidan yuzaga keladigan fermentativ reaktsiyani tormozlanishiga aytiladi. Raqobat qilmaydigan ingibitor substratsiz sharoitda ferment bilan bog`lanmaydi. Bundan tashqari, ingibitor substratni fermentga bog`lanishini yengillashtiradi, so`ngra o`zi bog`lanib, fermentni ingibirlaydi. Bu ingibirlashning kamdan-kam uchraydigan shakli hisoblanadi.
E + S + I → ES + I → ESI
4. Substratli ingibirlanish. Substratli ingibirlanish fermentativ reaktsiyada substrat ortiqcha miqdorda bo`lishi natijasida kelib chiqadigan tormozlanishdir. Bunday ingibirlanish katalitik o`zgarishga berilmaydigan ferment substrat kompleksi hosil bo`lishi oqibatida yuzaga keladi. ES2 kompleksida mahsulot hosil bo`lmaydi, chunki ferment molekulasi substratga o`ta to`yinishi oqibatida ferment faolligi kamayadi. Substratli tormozlanish substratni ortiqchaligi natijasida kelib chiqqanligi uchun substrat miqdorini kamaytirish yo`li bilan ferment faolligini qayta tiklash mumkin.
