55
7-ma’ruza mavzusi: Fermentativ reaktsiyalar kinetikasi. Fermentlar
faolligining boshqarilishi.
Reja:
7.1. Fermentlar ta’sirining o`ziga xosligi.
7.2.Fermentativ reaktsiyalar kinetikasi.
7.3. Fermentlar faolligining boshqarilishi.
7.1. Fermentlar ta’sirining o`ziga xosligi.
Katalitik
reaktsiyalar uchun
o`ziga xoslik bo`lishi shart. Fermentlarning spetsifikligi (o`ziga xosligi) oqsil
molekulasining strukturasiga uning ma’lum qismlari bilan substratning tegishli
guruhlari o`trasida kimyoviy aloqalar o`rnatilishiga bog`liq. Fermentlarning
spetsifikligi masalasi ancha nozik bo`lib, ular chuqur ma’noga ega. Har bir ferment
faqat ma’lum substratga yoki molekulada kimyoviy bog`ning ma’lum turigagina
ta’sir etadi. Ferment substratga kalit qulfga tushganday muvofiq kelishi zarur.
Fermentlar spetsifikligining quyidagi xillari farq qiladi.
1. Stereokimyoviy substrat spetsifiklik. Organizmda
sintezlanadigan yoki
metabolik almashinuvlarda parchalanadigan moddalar aksari qismi optik
faoliyatga ega bo`lib, ikkala stereoizomer shaklida faqat tabiiy moddalarda
uchraydi va barcha jarayonlarda qatnashadi. Masalan, qandlarda asosan D-qator,
aminokislotalardan esa L-qator izomerlari organizmlarda tarqalgan va metabolik
o`zgarishlarga kiradi. Shuning uchun ham fermentlarning ko`pchiligi
ikkita optik
izomerdan faqat bittasiga xos yaqinlikni ko`rsatishi tabiiy. Bu hodisa
stereokimyoviy spetsifiklik deyiladi. Masalan, muskullarning laktatdegidrogenaza
fermenti laktat kislotaning faqat L(+) izomerinigina degidrirlab, pirouzum kislota
hosil qiladi; fumaratgidrataza faqat fumarat kislotaning o`zgarishiga ta’sir etib,
uning stereoizomeri malat kislotaga ta’sir etmaydi.
2. Mutlaq spetsifiklik. Spetsifiklikning eng qat’iy va eng ko`p tarqalgan turi
mutlaq spetsifiklikdir. Bu turdagi spetsifiklikka ega bo`lgan ferment faqat bittagina
substratga ta’sir etadi va substrat molekulasida ro`y beradigan ozgina o`zgarish
ham uning faolligini yo`qolishiga olib keladi. Jigarda
uchraydigan arginaza
fermentini bunga misol qilib keltirish mumkin. Uning substrati L-arginin bo`lib,
ferment bu aminokislotaning boshqa unumlaridan birortasiga ham ta’sir etmaydi.
Oksidlovchi-qaytaruvchi fermentlarning muhim vakili suktsinatdegidrogenaza
mutlaq spetsifiklikka ega. U faqat qahrabo kislotani degidrirlaydi. Ammo ferment
suktsinatdan faqat bitta metilen guruhini ortiq yoki kam saqlaydigan malonatga
yoki glutaratga ta’sir etmaydi.
3. Mutlaq guruhli spetsifiklik – faqat substratlarning o`xshash guruhlarini
katalizlaydi. Masalan, alkogoldegidrogenaza faqat etanolga emas,
balki har xil
tezlikda bo`lsa ham boshqa alifatik spirtlarga ham ta’sir etadi.
4. Nisbiy guruhli spetsifiklik – ferment substrat molekulalarining
guruhlariga spetsifiklik ta’sir qilmasdan, substrat guruhlarining ma’lum bir
kimyoviy bog`lariga ta’sir qiladi. Masalan, ovqat hazm qilish fermentlari – pepsin,
tripsin turli oqsillardagi ma’lum aminokislotalardan hosil bo`lgan peptid bog`iga
nisbatan spetsifik.
56
5. Nisbiy substratli spetsifiklik – ferment kimyoviy birikmalarning turli xil
guruhlariga tegishli substratlarni katalizlaydi. Masalan, sitoxrom P
450
fermenti turli
xil moddalarning (7000 ga yaqin) gidroksillanishida ishtirok etadi. Bu tabiiy
moddalar, dori va zaharlarning o`zgarishlarida
ishtirok etadigan kamroq
spetsifiklikka ega bo`lgan fermentli sistema.
Fermentlarning spetsifik ta’siri nima bilan tushuntiriladi? Bunga mavjud
bo`lgan ikkita qarash javob berishga harakat qiladi. Ulardan biri E.Fisherning
farazi yoki “qulf va kalit” (shablon) farazi bo`lib, unga ko`ra spetsifiklik asosida
substrat va ferment faol markazining qat’iy mos kelishi yotadi. Fisherning farazi
bo`yicha ferment qattiq struktura bo`lib, uning faol markazi substratni o`ziga
yopishtirish xususiyatiga ega. Agar substrat faol markazga yaqinlashib, kalit qulfga
tushgandek bo`lsa, reaktsiya amalga ooshadi. Agar substrat (“kalit”) biroz
boshqacha bo`lsa, bunday holda u faol markaz (“qulf”)ga mos kelmaydi va
reaktsiya amalga oshishi mumkin emas. Fisherning farazi ferment ta’siri
spetsifikligini tushuntirishda o`zining soddaligi bilan o`ziga jalb etadi. Ammo
“shablon” nuqtai-nazaridan qaraganda mutlaq va nisbiy guruhli spetsifiklik, ya’ni
bitta “qulf” ga mos keladigan turli xil “kalit” (substrat)
ekanligini tushuntirish
mushkul.
Bunday tashqi qarama-qarshilikni Koshlend tomonidan taklif etilgan boshqa
faraz tushuntirib berdi, u “majburiy moslik” nomini olgan farazdir. Koshlendning
fikriga ko`ra ferment molekulasi qattiq emas, aksincha o`zgaruvchan,
cho`ziluvchan bo`lib, fermentning konfiguratsiyasi va uning faol markazi
substratlar yoki boshqa ligandlar birikishi jarayonida o`zgaradi va nihoyat, faol
markaz – qattiq va substratni yopishtiruvchi emas, balki
substrat unga birikish
vaqtida mos keluvchi shaklni qabul qilishga majburlaydi (shuning uchun ham
“majburiy moslik” deb nomlanadi).
“Majburiy moslik” farazi bir qator fermentlarning substratga birikishidan
keyin faol markazning funktsional guruhlarining joylashishini o`zgarishi qayd
etilgandan so`ng tajribada o`z tasdig`ini topdi. Bu faraz substratlarning yaqin
analoglariga ta’sir etishni ham tushuntirib berdi. Agar yolg`on substrat (kvazi
substrat) tabiiysidan juda kam farq qilsa va faol markaz haqiqiysiga yaqin
konformatsiyani qabul qilsa, unda bunday ferment-substrat kompleksidagi katalitik
guruhlar reaktsiyani amalga oshiradi. Bunday “aldov”
ni ferment sezmagandek
bo`ladi, ammo fermentativ reaktsiya haqiqiy substratdagidek tez bormaydi, chunki
fermentning faol markazida katalitik guruhlar ideal joylashgan emas.
Agar kvazi substrat konfiguratsiyasi katalitik guruhlarning to`g`ri
joylashishiga imkon bermasa, bunday holatlarda reaktsiya bormaydi.
Do'stlaringiz bilan baham: 
