Естественные и искусственные ингибиторы ферментов. Использование в медицине.

Естественные и искусственные ингибиторы ферментов. Использование в медицине.

 

 

Исполнитель:

студент 26 гр. 2 курса

лечебного факультета

Пузынович Е.А.

 

                                                                                     Руководитель:

Доцент Козловская С.П.

 

Витебск, 2019

Оглавление

1. Введение. 3

2. Ингибиторы ферментов. Классификация. 3

3. Необратимые ингибиторы. 4

4. Обратимые ингибиторы. Конкурентное и неконкурентное ингибирование. 4

5. Применение в медицине. 6

Ингибиторы протеиназ. 7

Ингибиторы фибринолиза. 7

Ингибиторы ацетилхолинэстеразы.. 8

Ингибиторы ацетальдегиддегидрогеназы.. 9

Ингибиторы ксантиноксидазы.. 9

6. Заключение. 10

7. Список литературы. 10

 

 

 

Введение

 

Ингиби́тор (лат. inhibere «задерживать») — общее название веществ, подавляющих или задерживающих течение физиологических и физико-химических (главным образом ферментативных) процессов. Действие ингибиторов характерно для каталитических и цепных реакций, протекающих с участием активных центров или частиц. Торможение или предотвращение реакции обусловлено тем, что ингибитор блокирует активные центры катализатора или реагирует с активными частицами с образованием малоактивных радикалов. Ингибитор вводится в систему в намного меньшей концентрации, чем концентрация реагентов.

В настоящее время ингибиторы широко используются в пищевой промышленности, предотвращая гидролиз жиров, реакции окисления и брожения.

 

Ингибиторы ферментов. Классификация.

 

Ингибиторы ферментов - это соединения, которые взаимодействуя с ферментом, препятствуют образованию нормального фермент-субстратного комплекса, уменьшая тем самым скорость реакции или прекращая её.

Неспецифические ингибиторы вызывают денатурацию фермента (соли тяжелых металлов, кислоты, щелочи). Их действие не связано с механизмом ферментативного катализа.
Специфические ингибиторы – их действие связано с механизмом ферментативного катализа.
При необратимом ингибировании образуется прочный комплекс фермента и ингибитора, и фермент частично или полностью теряет свою активность. Даже если удалить свободный ингибитор из среды, та часть молекул фермента, которая успела связаться с ингибитором, остается угнетенной длительное время.

 

 

Необратимые ингибиторы.

 

Необратимые ингибиторы — это соединения, которые могут специфически связывать определенные функционально важные группы активного центра, образуя ковалентные, прочные связи с ферментом. При этом они необратимо, часто ковалентно, связываются с ферментом или фермент - субстратным комплексом и необратимо изменяют нативную конформацию. В основе действия некоторых токсичных веществ лежит ингибирование активности ферментов, например, соединений мышьяка, Hg2+, Pb2+.

Примеры необратимых ингибиторов
1. Ингибиторы металлосодержащих ферментов – НСN, KCN, CO, NaN₃ – дыхательные яды, они стойко меняют валентность Fe и Сu, входящих в состав ферментов дыхательной цепи, препятствуя переносу электронов на О₂.
2. Вещества, связывающие SH группы активного центра – монойодацетат, соединения ртути и мышьяка.
3. Вещества, связывающие OH-группы серина в активном центре – фосфорорганические соединения – боевые отравляющие вещества.

 

 

 

 Рис.1 Структура активного центра трипантионредуктазы с двумя молекулами ингибиторов, один из которых связан необратимо, а другой обратимо. Фермент показан синим цветом.

 

 

Применение в медицине.

 

В медицине широко применяются антиметаболиты. Это структурные аналоги природных субстратов (метаболитов). Антиметаболиты выступают в роли конкурентных ингибиторов ферментов, превращающих природные метаболиты. Пример: сульфаниламидные препараты:

Для роста и размножения бактерий необходима фолиевая кислота, которая синтезируется из ПАБК (природного субстрата) под действием фермента.
Сульфаниламиды, будучи похожими по строению на ПАБК, вытесняют ее из активного центра ферментов, фолиевая кислота не синтезируется, микробы не размножаются.

 

Ингибиторы протеиназ

Ингибиторы протеолитических ферментов применяются при лечении острого панкреатита. По мнению многих авторов, основной причиной развития этого заболевания является активация ферментов поджелудочной железы непосредственно в протоках с помощью особых факторов — цитокиназ, превращающих трипсиноген в трипсин. (В физиологических условиях, как известно, ферменты находятся в поджелудочной железе в неактивной форме. Их активация происходит лишь при поступлении в кишечник). Активируются и другие ферменты (калликреиноген, химотрипсиноген, проэластаза и другие), что приводит к аутокаталитическим процессам (самоперевариванию тканей железы), внутритканевым кровоизлияниям, отеку и другим изменениям.

Применение ингибиторов положило начало новому этапу в лечении панкреатитов. С этой целью с успехом используются ингибиторы трипсина, в особенности тразилол (получают из околоушной железы крупного рогатого скота), пантрипин (из поджелудочной железы) и контрикал (из легких). Введение препаратов проводится внутривенно.

Степень развития заболевания и его исход будут зависеть от состояния системы трипсин-ингибитор. Если ингибитора достаточно, и система обладает компенсаторными способностями, то активированный фермент нейтрализуется; равновесие в системе восстанавливается. При дефиците ингибитора равновесие нарушается и процесс получает дальнейшее развитие.

Ингибиторы фибринолиза

Антитрипсиновые препараты (трасилол, контрикал, пантрипин) используются также для лечения и профилактики кровотечений, вызванными активацией в организме процессов фибринолиза при проведении хирургических операций и в послеоперационном периоде. Они образуют неактивный комплекс с фибринолизином крови, предотвращая тем самым его влияние на фибрин.

Другая группа ингибиторов фибринолиза включает синтетические препараты, из которых наибольшее распространение получила аминокапроновая кислота. В химическом отношении она близка к аминокислоте лизину: блокирует по конкурентному типу каталитический центр активатора, который связывается с лизиновым концом молекулы плазминогена.

Помимо подавления активатора плазминогена, аминокапроновая кислота снижает активность самого плазмина. Это действие менее выражено, но оно имеет большое значение в тех случаях, когда в качестве активаторов выступают киназы тканей.

Синтетические ингибиторы фибринолиза назначают внутрь или внутривенно при фибринолитических кровотечениях, возникающих во время операций на сердце, легких, мозге, надпочечниках и других органах, богатых тканевыми лизокиназами, активирующими плазминоген. Их назначают также для уменьшения кровопотерь вовремя родов и акушерских операций, при тромбоцитопении, гемофилии, заболеваниях печени и при массивных переливаниях консервированной крови.

Ингибиторы ацетилхолинэстеразы

Ингибиторы ацетилхолинэстеразы подавляют действие этого фермента и тем самым способствуют накоплению и усилению действия ацетилхолина, выделяющегося в окончаниях холинергических нервов. Их эффект, следовательно, напоминает действие ацетилхолина (более выраженное и более продолжительное) и холиномиметических веществ, т. е. обладают М- и Н-холиномиметическим действием: повышение тонуса и сократительной активности гладких мышц, замедление пульса, снижение сократительной способности миокарда и скорости распространения возбуждения по проводящим путям, усиление секреции разных желез (М-холиномиметический эффект), обеспечение в малых дозах передачи импульсов в вегетативных ганглиях и усиления нервно-мышечной передачи (никотиноподобный эффект). Мышечные подергивания, в частности, могут явиться показателем наступающей фазы токсического действия.

Исходя из стойкости взаимодействия антихолинэстеразных средств с ацетилхолинэстеразой они подразделяются на группу обратимых (физостигмин, прозерин, галантамин) и группу необратимых (фосфакол, армин, пирофос) ингибиторов холинэстеразы; к этой группе относятся и фосфорорганические соединения — инсектициды, пестициды и др.

Препараты первой группы взаимодействуют с анионным и эстеразным центрами ацетилхолинэстеразы, вызывая временное, относительно непродолжительное угнетение активности фермента. С анионным центром за счет электростатических сил связывается положительно заряженный четвертичный или третичный атом азота молекулы лекарственного средства; а с эстеразным центром — углерод их карбонильной группы. Прочность образующихся при этом компонентов определяется устойчивостью ингибитора по отношению и эстеразному центру фермента и способностью ацетилхолина конкурировать с ингибитором за субстрат. Препараты группы антихолинэстеразных средств обратимого действия применяются в офтальмологии (для сужения зрачка и понижения внутриглазного давления при глаукоме), при лечении миастении, атонии кишечника и мочевого пузыря. Они противопоказаны при бронхиальной астме.

Препараты второй группы взаимодействуют с эстеразным центром фермента, фосфорилируя его, образуют стойкий, прочный комплекс, который не разрушается (практически разрушается весьма медленно) и не позволяет восстановиться активности ацетилхолинэстеразы. Эстеразный центр фермента практически не разрушает такой ингибитор. Активность его подавляется необратимо.

Ингибиторы ксантиноксидазы

Аллонуринол является конкурентным ингибитором ксантиноксидазы. Этот фермент катализирует образование мочевой кислоты из пуриновых оснований. Под действием аллопуринола понижается образование солей мочевой кислоты (уратов) в крови и отложение их в тканях. Уменьшается также выделение уратов почками, что снижает вероятность образования в них камней.

Аллопуринол назначают под для лечения и профилактики подагры и некоторых форм мочекаменной болезни, сопровождающихся гиперурикемией (повышением содержания уратов в крови). Препарат применяют под контролем уровня мочевой кислоты в крови и моче.

 

 

Заключение.

 

Таким образом, ингибиторы ферментов занимают важное место в общей и клинической биохимии. Они имеют свою структурную организацию и классификацию. К тому, ингибиторы ферментов играют важную роль в медицине.

 

 

Список литературы.

 

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. - 3-е изд., перераб. и до. - М.: Медицина,2004.-704с.: ил.-(Учеб. лит. Для студентов мед. вузов).

2.Биохимия: Учебник/ Под ред. Е.С. Северина.- 4-е изд., испр.- М.: ГЭОТАР — Медиа,2006.-784с.: ил.

3.Биохимические основы жизнидеятельности человека: учеб. пособие для студентов/ [Ю.Б. Филиппович, А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова, Н.М. Кутузова].- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС,2005.- 407с.: ил.

4.И.М.Рослый, С.В.Абрамов, В.И. Покровский. Ферментемия- адаптивный механизм или маркер цитолиза/Вестник Российской Академии Медицинских наук.М.: Медицина,2002г.№8.с3-8.

5.Клиническая биохимия: учебное пособие/ под ред. В.А.Ткачука- 3-е изд., исп. и доп.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 264с.: илл.

6.Клиническая ферментология. Под ред. проф. д-ра Э. Щеклика. Польское государственное медицинское издательство. Варшава 1966г.492с.

 

 

 

 

 

Естественные и искусственные ингибиторы ферментов. Использование в медицине.

 

 

Исполнитель:

студент 26 гр. 2 курса

лечебного факультета

Пузынович Е.А.

 

                                                                                     Руководитель:

Доцент Козловская С.П.

 

Витебск, 2019

Оглавление

1. Введение. 3

2. Ингибиторы ферментов. Классификация. 3

3. Необратимые ингибиторы. 4

4. Обратимые ингибиторы. Конкурентное и неконкурентное ингибирование. 4

5. Применение в медицине. 6

Ингибиторы протеиназ. 7

Ингибиторы фибринолиза. 7

Ингибиторы ацетилхолинэстеразы.. 8

Ингибиторы ацетальдегиддегидрогеназы.. 9

Ингибиторы ксантиноксидазы.. 9

6. Заключение. 10

7. Список литературы. 10

 

 

 

Введение

 

Ингиби́тор (лат. inhibere «задерживать») — общее название веществ, подавляющих или задерживающих течение физиологических и физико-химических (главным образом ферментативных) процессов. Действие ингибиторов характерно для каталитических и цепных реакций, протекающих с участием активных центров или частиц. Торможение или предотвращение реакции обусловлено тем, что ингибитор блокирует активные центры катализатора или реагирует с активными частицами с образованием малоактивных радикалов. Ингибитор вводится в систему в намного меньшей концентрации, чем концентрация реагентов.

В настоящее время ингибиторы широко используются в пищевой промышленности, предотвращая гидролиз жиров, реакции окисления и брожения.