Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980

Ферменты: белковые катализаторы клеток

Функциональный аппарат клеток состоит в основном из ферментов. Сотни ферментов удалось выделить из живых клеток, очистить и получить в кристаллическом виде. Многие другие обнаруживаются только по их каталитическому действию и в чистом виде пока не выделены. Большинство известных в настоящее время ферментов представляет собой растворимые глобулярные белки, однако каталитическими свойствами могут обладать и структурные белки клетки. Так, актин и миозин совместно катализируют гидролиз АТР (гл. 4, разд. Е). (Следует, однако, заметить, что пока неясно, как эта ферментативная реакция сопряжена с сокращением мышечных волокон.)

Свойствам ферментов — белковых катализаторов — посвящена обширная литература, и новичку в этой области может даже в голову не прийти поставить ряд простых, но чрезвычайно важных вопросов. Как мы узнаем, что клетка «набита» ферментами? Как устанавливаем, что данный белок представляет собой фермент? Ответить на эти вопросы можно так: ферменты «опознают» только по их способности катализировать химические реакции. Поэтому для многих биохимиков одной из повседневных операций является определение каталитической активности ферментов. Выделить и получить в очищенном виде эти удивительные молекулы можно только при тщательном измерении скорости катализируемых ими реакций.

Ферментативная кинетика, занимающаяся количественным изучением реакций, катализируемых ферментами, представляет собой область науки, в которой математические методы нашли самое широкое применение; она имеет огромную практическую ценность для биохимика. Это самый важный метод установления механизма катализа, которым мы располагаем. Кинетические исследования позволяют определить сродство субстратов и ингибиторов к ферментам и специфичность их связывания, найти максимальную скорость процесса, катализируемого специфическим ферментом, а также решить многие другие задачи.

Ниже кратко изложены основные понятия ферментативной кинетики и приведены некоторые экспериментальные данные. Заметим, что главная цель кинетических исследований — найти уравнение скорости, которое связывает скорость реакции с экспериментально измеряемыми параметрами. Для более глубокого изучения этого вопроса читателю стоит ознакомиться с рядом специальных статей и книг, например работами [1—5]¹⁾.

¹⁾ Из недавно опубликованных книг можно рекомендовать следующие: Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. Пер. с англ. — М.: Мир, 1979; Березин И. В., Мартинек К. Основы физической химии ферментативного катализа. —М.: Высшая школа, 1977; Roberts D. V. Enzyme kinetics, Cambridge University Press, Cambridge, 1977; Marmasse C. Enzyme kinetics, Gordon and Breach, New York, 1977; Ainswotrh S. Steady-state enzyme kinetics, Macmillan Press, London, 1977. — Прим. пepeв.