Biologik kimyo

Fermentlar faolligining boshqarilishi. Fermentlar faolligi boshqariladigan katalizatorlarga mansub ekanligi yuqorida aytilgan edi. Ferment faolligini boshqarilishi turli ta’sirga ega bo`lgan biologik komponentlar yoki yot birikmalarni (masalan, dori vositalari, zaharlar) hujayra qismlari bilan o`zaro bog`lanishi orqali

108

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:

0. 
   Hujayra ichki boshqarilishi (substratlar, metabolitlar, aktivatorlar, ingibitorlar, pH, harorat, allosterik fermentlar). Bunday boshqarish avtomatik kechadi.
   

0. 
   Gormonal boshqarilish. Oqsil tabiatli gormonlar va aminokislota unumlari hujayra fermentlari adenilatsiklaza tizimi orqali; steroid gormonlar va tiroksin – gen darajasida fermentlar sintezini jadallashtiradi.
   

0. 
   Nerv tizimi orqali boshqarilish
   

Fermentlarning faollanishi. Modifikatorlar ta`sirida biokimiyoviy reaktsiyani tezlalanishi asosida ferment faollashadi. Faollantiruvchi moddaning ferment faol markaziga ta`sir etuvchanligi yuzaga keladi. Unga ferment kofaktorlari va substratlari kiradi. Kofaktorlar (metall ionlari va koferment) murakkab fermentlarning faqatgina struktura elementlari bo`lmasdan ularni

faollantiruvchilari hamdir. Metall ionlari yetarli darajada o`ziga hos

faollantiruvchidir. Ko`pchilik fermentlarga ba’zi hollarda bir emas, bir nechta

metall ionlari talab etiladi. Masalan, bir valentli kationlarni hujayra membranasidan tashib o`tkazuvchi Na<sup>+</sup>, K<sup>+</sup> - ATF azalarni faollanishida magniy, natriy va kaliy ionlari bo`lishi zarur. Fermentlarni metall ionlari yordamida faollanish mexanizmlari turli ko`rinishga ega. Ayrim fermentlarda ular katalitik qism tarkibiga kiradi. Ko`p hollarda metall ionlari substratning ferment faol markazi bilan o`ziga xos ko`prik hosil qilib bog`lanishini yengillashtiradi. Ba`zi hollarda esa metall ferment bilan emas, balki substrat bilan metallosubstratli kompleks hosil qiladi. Substratni bog`lash va katalizlashda kofermentlarning o`ziga xosligi ularning fermentativ reaktsiyalani faollashida namoyon bo`ladi.

Substratning o`zi ham ma`lum bir miqdor chegarasida faollantiruvchi bo`la oladi. Ferment substrat miqdoriga to`yingandan so`ng faolligi oshmaydi. Substrat

109

ferment turg`unligini oshiradi va ferment faol markazining zaruriy konformatsiyasida shakllanishini yengillashtiradi.

Ba`zi fermentlarning faollanishi ular molekulasining faol markaziga tegmasdan, modifikatsiyalash yo`li orqali ham amalga oshishi mumkin. Bunday modifikatsiyaning bir nechta usullari mavjud:

0. 
   faol bo`lmagan unumi - profermentlar yoki zimogenni faollash;
   

0. 
   ferment molekulasiga modifikatsiyalovchi guruhni biriktirish yo`li bilan faollash.
   

0. 
   faol bo`lmagan oqsil kompleksini faol fermentga dissotsiyalash yo`li bilan faollash.
   

Fermentlarning faоlligini оshirishda 2 хil ta’sir qilish mumkin.

Fermentni faоllashtirish

I. Ferment faоl markaziga ta’sir				II. Ferment faоl markazidan tashqarida
qilish оrqali faоllashtirish				ta’sir qilish оrqali faоllashtirish
Metall ferment		faоl	markazi	Profermentni faоllash;
tarkibiga kiradi va faоlligini оshiradi				Ferment molekulasiga aktivator biriktirish;
Metall substrat bilan birikib, uni				Ferment molekulasidan faоl	bo’lmagan
ferment faоl markaziga birikishini				оqsil kоmpleksini dissоtsatsiya qilish;
engillashtiradi				mn. Pepsinоgen – pepsin	– 12	ta
Kоfermentlar ferment faоl markazi				aminоkislоta qоldig’i gidrоliz qilinadi.
bilan birikib	fermentativ		reaktsiyani
оshiradi
Ma’lum	miqdоrdagi		substrat
kоntsentratsiyasi aktivatоr bo’lishi
mumkin.	Ferment		substratga
to’yinguncha	fermentativ		reaktsiya
orta boradi.

110

Fermentlarning ingibirlanishi

Fermentativ kataliz mexanizmini tushunishda ingibitorlar katta qiziqish uyg`otadi. Ferment faol markazidagi kontakt va katalitik qismlarining funktsional guruhlarini bog`lovchi moddalarni qo`llash, katalizda ishtirok etuvchi guruh ahamiyatini tushuntirib beradi. Fermentativ reaktsiyani ingibirlanishini o`rganish dori moddalari, zaharli ximikatlarni ta`sir qilish mexanizmlarini o`rganishda amaliy ahamiyatga ega.

Ingibitor atamasi tagida ferment faolligini o`ziga hos pasaytiruvchi modda to`g`risidagi tushuncha yotadi. Reaktsiyani tormozlanishi faqat ingibitorga bog`liq emas. Chunki istalgan denaturatsiyalovchi moddalar ham fermentativ reaktsiyani pasaytirishi mumkin. Denaturatsiyalovchi modda ta`siri «ingibirlanish» emas, balki «faolsizlantirish» deb atalsa, to`g`riroq bo`ladi. Ko`pincha, oz miqdordagi moddalar ingibitor, ko`pi esa inaktivator hisoblanadi. Bu ma’noda ingibitorlarni ikki guruhga bo`lish ma`lum darajada shartlidir.

Avvalo ingibitorlar ferment bilan mustahkam bog`lanishi bilan farqlanadi. Mazkur belgisi bo`yicha ingibitorlar 2 guruhga bo`linadi: 1) qaytar va 2) qaytmas. Fermentni qaysi guruhga mansubligi dializ sharoitida yoki ingibitor eritmasini yuqori darajada suyultirganda ferment faolligini qayta tiklanish mezoniga asosan aniqlanadi. Qaytmas ingibitorlar ferment bilan mustahkam bog`langanligi tufayli ko`rsatilgan sharoitda o`z faolligi qayta tiklanmaydi. Aksincha, ferment - qaytar ingibitor kompleksi mustahkam emas, tezda parchalanib ketadi va ferment faolligi qayta tiklanadi.

Ferment ingibitorlari ta`sir etish mexanizmi bo`yicha quyidagi turlarga bo`linadi: 1) raqobatli; 2) raqobatsiz; 3) raqobat qilmaydigan; 4) substratli; 5) allosterik;

1). Raqobatli ingibitor tuzilishi jihatidan substratga o`xshash modda. Ferment faol markazi bilan bog`lanib, ferment-substrat kompleksi hosil bo`lishiga to`sqinlik qiladi. Natijada fermentning faol guruhiga ingibitor bilan haqiqiy substrat o`rtasida raqobat kelib chiqadi. Raqobatli ingibirlanishda ularning qaysi birini molekulasi ko`p bo`lsa, shu modda bog`lanadi. Substrat ferment bilan birikib

111

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`ymaydi. Ferment molekulalari faol markazidan ingibitorni yuqori kontsentratsiyadagi 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 ingibirlanishga 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.