Ферменты и скорость высвобождения энергии
Фермент служит шаблоном, на основе которого два субстрата соединяются в правильном положении и ориентации для взаимодействия друг с другом (The Central Role of Enzymes as Biological Catalysts, GM Cooper)
Скорость высвобождения свободной энергии в клетке определяется доступностью субстрата и активностью ферментов.
Наличие большого количества, избыток одного вида субстрата (например, глюкозы) способен временно смещать метаболизм в его сторону - это называется эффект массового действия.
Но в живой клетке этот эффект ограничивается регуляторными ферментами, транспортом, кислородной доставкой и прочим.
Ферменты — это биологические катализаторы, которые ускоряют химические реакции в живых организмах, не расходуясь при этом. Они не задают направление и не изменяют максимально доступное количество энергии, но определяют скорость её высвобождения.
Хотя названия ферментов довольно сложны, большинство из них оканчиваются на суффикс -аза. Например, важный фермент аденозинтрифосфатаза, более известная как АТФ-аза, расщепляет АТФ и высвобождает накопленную энергию.
Биохимические процессы, которые приводят к получению продукта из субстрата, почти всегда включают в себя несколько этапов. Каждая отдельная стадия, как правило, катализируется определенным ферментом. Таким образом, изменение количества фермента или его активности (например, путем изменения температуры, рН, концентраций гормонов) приводит и к изменению скорости реакции.
Кроме того, для функционирования многих ферментов требуются другие молекулы, называемые кофакторами, поэтому наличие кофакторов также может влиять на функцию фермента и, следовательно, на скорость метаболических реакций.
Наличие большого количества, избыток одного вида субстрата (например, глюкозы) способен временно смещать метаболизм в его сторону - это называется эффект массового действия.
Но в живой клетке этот эффект ограничивается регуляторными ферментами, транспортом, кислородной доставкой и прочим.
Ферменты — это биологические катализаторы, которые ускоряют химические реакции в живых организмах, не расходуясь при этом. Они не задают направление и не изменяют максимально доступное количество энергии, но определяют скорость её высвобождения.
Хотя названия ферментов довольно сложны, большинство из них оканчиваются на суффикс -аза. Например, важный фермент аденозинтрифосфатаза, более известная как АТФ-аза, расщепляет АТФ и высвобождает накопленную энергию.
Биохимические процессы, которые приводят к получению продукта из субстрата, почти всегда включают в себя несколько этапов. Каждая отдельная стадия, как правило, катализируется определенным ферментом. Таким образом, изменение количества фермента или его активности (например, путем изменения температуры, рН, концентраций гормонов) приводит и к изменению скорости реакции.
Кроме того, для функционирования многих ферментов требуются другие молекулы, называемые кофакторами, поэтому наличие кофакторов также может влиять на функцию фермента и, следовательно, на скорость метаболических реакций.
Метаболические пути — это последовательность реакций, катализируемых несколькими ферментами. Ингибирование по принципу обратной связи, при котором конечный продукт пути ингибирует предшествующий процесс, является важным регуляторным механизмом в клетках ()
Обычно, метаболические пути содержат один фермент, который имеет особое значение для контроля общей скорости реакции. Этот фермент, обычно находящийся на ранней стадии процесса, известен как фермент ограничивающий скорость. Активность такого фермента, в дальнейшем, ограничивается накоплением веществ, по принципу отрицательной обратной связи.
Например, АТФ-аза, фермент катализирующий гидролиз АТФ, приводит к образованию АДФ. Но чем больше концентрация АДФ, тем больше тормозится АТФ-аза.
И наоборот, чем больше расходуется АТФ, тем сильнее продукты его распада (АДФ и Ф) активируют ферменты, способствующие обратном синтезу АТФ.
Например, АТФ-аза, фермент катализирующий гидролиз АТФ, приводит к образованию АДФ. Но чем больше концентрация АДФ, тем больше тормозится АТФ-аза.
И наоборот, чем больше расходуется АТФ, тем сильнее продукты его распада (АДФ и Ф) активируют ферменты, способствующие обратном синтезу АТФ.
Активность ферментативных систем поддается тренировке
В контексте спорта и физических нагрузок важно понимать, что активность ферментов поддается тренировке.
Каждый из типов нагрузки активирует определённые сигнальные пути, которые постепенно изменяют экспрессию генов, количество (концентрации) и активность ферментов, участвующих в биоэнергетике.
Другими словами, ферментативная адаптация — это биохимическая основа повышения физической работоспособности.
Каждый из типов нагрузки активирует определённые сигнальные пути, которые постепенно изменяют экспрессию генов, количество (концентрации) и активность ферментов, участвующих в биоэнергетике.
Другими словами, ферментативная адаптация — это биохимическая основа повышения физической работоспособности.