Nagu näha jooniselt fig. 46, enamiku süsteemide puhul saab eristada ajavahemikku, mille jooksul rikkemäär on konstantne:

λ(t) = λ = konst.

Kui tõrkemäär antud ajavahemikus on konstantne ega ole aja funktsioon, siis võrrandi (3.64) kohaselt on usaldusväärsuse funktsioonil selline kuju

P(t) = e-λt. (3,70)

Seda eksponentsiaalseadust kasutatakse usaldusväärsuse teoorias väga laialdaselt.

Ilmselgelt on ebaõnnestumise riskil λ antud juhul ensüümi inaktivatsioonikiiruse konstanti k tähendus ja see on seotud teatud füüsikalis-keemilise protsessiga ensüümi aktiivses kohas, mis viib katalüütilise aktiivsuse kadumiseni.

Seega võimaldab võrrandis (3.70) olev eksponent kahte tõlgendust. Keemilise kineetika seisukohalt on see ensüümi E inaktiivseks vormiks muutumise monomolekulaarse reaktsiooni kiiruskonstant E i, usaldusväärsuse teooriast on see rikkemäär. Ilmselgelt on need mõisted füüsilises mõttes samaväärsed ja esindavad ensüümi molekulide inaktiveerimise elementaarsete toimingute sagedust.

Kõigi eksponentsiaalseaduse kohaselt inaktiveeritud katalüsaatorimolekulide keskmine tööaeg on võrdne

T 0 = 1/k. (3,71)

Usaldusväärsuse teooria rakendamisega on väga lihtne teha mitmeid olulisi kvalitatiivseid järeldusi keeruliste polüensümaatiliste süsteemide inaktiveerimise kineetiliste mustrite kohta. Dokumendid käsitlevad polüensüümsüsteemide inaktiveerimise kineetilisi mustreid eeldusel, et kõik ensüümid on eksponentsiaalse seaduse kohaselt inaktiveeritud.

Vaatleme polüensümaatilist süsteemi, milles osaleb n ensüümi, mis on eksponentsiaalse seaduse kohaselt inaktiveeritud. Polüensümaatiliste süsteemide puhul, mis muudavad algse substraadi lõppsaaduseks, põhjustab mis tahes ensüümi inaktiveerimine kogu süsteemi katalüütilise funktsiooni kadumise. Kui ensüümid inaktiveeritakse üksteisest sõltumatult, võrdub kogu süsteemi kui terviku tõrkevaba töö tõenäosus ahela iga ensüümi tõrgeteta töötamise tõenäosuste korrutisega. Usaldusväärsuse funktsioonil on vorm

P(t) = P 1 (t) ... P i ... P n (t).(3,72)

Kui iga ensüümi inaktiveerimine toimub kiirusega

P i (t) = e -λ i t, (3,73)

võrrandi (3.73) asendamine võrrandiga (3.72) viib funktsioonini

Keskmine tööaeg näeb välja selline

(3.75)

Suurima panuse summasse (selle võrrandi nimetaja) annavad kiireimad kineetilised inaktiveerimisprotsessid ja seega määrab polüensüümsüsteemide keskmise rikkevaba tööaja kõige labiilsemate valkude stabiilsus. Kui ensüümide ahelas on labiilne valk, mis inaktiveerub kiiremini kui teised polüensümaatilise süsteemi valgud, avaldub selle konkreetse ensüümi inaktiveerimine kogu süsteemi inaktiveerimise kineetikas.

Vaatleme ensüümide süsteemi, mis töötavad paralleelselt, katalüüsivad sama reaktsiooni ja inaktiveerivad erineva kiirusega. Suvalise arvu ensüümifraktsioonide puhul, mis erinevad aktiivsuse ja stabiilsuse poolest, annab vastava usaldusväärsuse funktsiooni analüüs võrrandi

(3.76)

kus a j , λ j - vastavalt ensüümi iga fraktsiooni algaktiivsus ja inaktiveerimise kiiruskonstandid; A 0 on süsteemi algsete tegevuste või registreeritud katalüütilise aktiivsuse summa esialgsel ajahetkel.

Oluline on märkida, et paralleelselt töötavate ensüümide süsteemi keskmise rikkevaba tööaja määrab kõige aktiivsem (suurim a j) või kõige stabiilsem (madalaim λ j) ensüümi fraktsioon. See eristab seda süsteemi järjestikku töötavate katalüsaatorite süsteemist, milles töökindluse määrab kõige labiilseim valk.

Ensüümid, mis on kombineeritud süsteemideks ja viivad läbi substraatide järjestikuste transformatsioonide ahela, on üldiselt erineva vastupidavusega inaktiveerivatele mõjudele. Seetõttu võib polüensümaatilise süsteemi inaktiveerimise protsessis toimuda piiramisetapi muutus. Kujutage ette, et kõige aeglasemalt töötav ensüüm, mille reaktsioonikiirus määrab kogu süsteemi kui terviku aktiivsuse, on piisavalt stabiilne. Sellisel juhul, kui üks ahela ensüümidest kaotab kiiresti oma aktiivsuse, tekib olukord, kus protsessi kiiruse määrab selle konkreetse, kõige labiilsema ensüümi aktiivsus. Seega, kui süsteem inaktiveerub, muutub kiirust piirav samm. See peaks mõjutama inaktiveerimise kineetikat.

Mõelge lineaarsele polüensümaatilisele ahelale. Analüüsi kohaselt kirjeldatakse teatud tingimustel n ensüümi hõlmava protsessi statsionaarset kiirust võrrandiga

(3.77)

kus [S] 0 - esimese substraadi algkontsentratsioon; υ i , K i - ahela iga lõigu maksimaalne kiirus ja Michaelise konstant. Vaatleme juhtumit, kui ahelas on kaks ensüümi, millel on maksimaalsed ja võrreldavad kineetilised parameetrid K i /υ i . Kui parameetri K i /υ i väärtus ahela ülejäänud ensüümide jaoks on oluliselt väiksem kui selle parameetri väärtus kahe ensüümi puhul, on statsionaarse kiiruse võrrand kujul

(3.78)

kus indeksid i ja j iseloomustavad iga ensüümi parameetreid.

Oletame, et mõlema ensüümi inaktiveerimine toimub vastavalt eksponentsiaalsele seadusele, st iga ensüüm inaktiveeritakse konstantse rikkemääraga λ i ja λ j . Usaldusväärsuse funktsioonil on vorm

(3.79)

kus A i = k cat, i 0 .

Süsteemi kineetiline käitumine inaktiveerimise ajal määratakse kineetiliste parameetrite suhtega

(3.80)

ja nende kahe ensüümi ebaõnnestumise määrade erinevus. Vaatleme kolme kõige olulisemat erijuhtumit:

1. Mõlema ahela ensüümi ebaõnnestumise määr on võrdne

λi = λj (3,81)

Usaldusväärsuse funktsioonil on vorm

P(t) = e -λ i t .(3,82)

Protsessi kineetika määrab mis tahes ensüümi ebaõnnestumise määr, olenemata sellest, milline ensüüm piirab polüensümaatilise reaktsiooni kiirust. See on kõige lihtsam juhtum.

2. Protsessi piirab ahela j ensüüm, mis inaktiveeritakse teistest palju kiiremini. See vastab tingimustele

α = (Ai/Ki)/(Aj/Kj) >> 1; λ i

Usaldusväärsuse funktsioon on antud võrrandiga

P(t) \u003d e -λ j t. (3,84)

Süsteemi inaktiveerimise kineetika on eksponentsiaalne. Süsteemi töökindluse ja keskmise tööaja määrab kiirust piirava ensüümi rikete määr.

Lokaalne hüpotermia (jää kõhul)

Prootonpumba blokaatorite kasutamine

9. Pankrease sekretsiooni iseloomulikud häired kroonilise pankreatiidi korral:

Amülaasi aktiivsuse suurenemine

Suurenenud lipaasi aktiivsus

ekskretoorse ensüümi puudulikkus

hüperinsulinism

Trüpsiini aktiivsuse suurenemine

10. Pankrease nekroosi kliinilist pilti ei iseloomusta:

Vöövalud kõhus

korduv oksendamine

pneumoperitoneum

kollaps

Soole parees

2. VARIANT

1. Kõige informatiivsem instrumentaaldiagnostika meetod ägeda pankreatiidi kahtluse korral:

tsöliaakograafia

Laparotsentees

ERPHG

FGDS

2. Ägeda destruktiivse pankreatiidi peamised tüsistused on (üks vastus on lisa):

Valu šokk

Sapipõie perforatsioon

Peritoniit

Retroperitoneaalne flegmon

Põletav verejooks

3. Ägeda pankreatiidi patogeneesis on juhtiv roll:

Vesinikkloriidhappe agressiivne toime näärme parenhüümile

Nakkuse areng näärme parenhüümis

Ensüümide aktiveerimine näärmes ja selle autolüüs

Skleroseeriva protsessi areng näärme parenhüümis

Pepsiini agressiivne toime näärme parenhüümile

4. Kõhuaordi pulsatsiooni nõrgenemist ägeda pankreatiidi korral nimetatakse sümptomiks:

Mayo-Robson

Ortner

Murphy

Mondora

Ülestõusmine

5. Endokriinse pankrease puudulikkuse tunnused kroonilise pankreatiidi korral:

Hüperbilirubineemia

Creatorröa

Hüperglükeemia, glükosuuria

Vähenenud aktiivsus

Steatorröa

6. T3-le vastav kõhunäärmevähk:

Ulatub pankreasest kaugemale, kuid ei hõlma tsöliaakiat ega mesenteriaalset arterit

Laieneb tsöliaakia või mesenteriaalarterini

Preinvasiivne kartsinoom

Kasvaja on piiratud kõhunäärmega kuni 2 cm

Kasvaja piirdub kõhunäärmega üle 2 cm

7. Ägeda pankreatiidi puhul on kõige iseloomulikumad kiiritusvalu:

Paremas reies

Taga

Paremal abaluul

Vasakul õlal

Paremal õlal

8. Kõige informatiivsem meetod pankrease nekroosi diagnoosimiseks on:

Esophagogastroduodenoskoopia

Laparotsentees

Laparoskoopia

Kõhuõõne tavaline fluoroskoopia

9. Omandatud pankrease tsüstid hõlmavad (üks vastus on lisa):

Retentsioonitsüstid

Degeneratiivne

Prolifereeruvad tsüstadenoomid

Prolifereeruvad tsüstadenokartsinoomid

Teratoid

10. Pankrease tsüsti operatsiooni optimaalne variant:

Väline drenaaž

Sisemine drenaaž

Tsüsti marsupiliseerimine

Fenestratsiooni tsüst

3. VARIANT

1. Meetod, mis takistab kõhunäärme ensümaatilist autolüüsi:

Rindkere lümfikanali äravool

Tsütostaatikumide kasutamine

Plasmaferees

Hemosorptsioon

Peritoneaaldialüüs

2. Tsütostaatikumide terapeutilise toime mehhanism ägeda pankreatiidi korral:

Maosisu sekretsiooni pärssimine

Põletiku vähendamine näärmes

Pankrease mikrotsirkulatsiooni parandamine

Eksokriinsete näärmete funktsiooni pärssimine

Nääre endokriinse funktsiooni normaliseerimine

3. Sümptomile on iseloomulik palpatsioonil esinev valulikkus vasakpoolses lülisambanurgas:

Ülestõusmine

Mayo-Robson

Courvoisier

Mondora

Murphy

4. Ettevalmistused ägeda pankreatiidi raviks (üks vastus on lisa):

1. spasmolüütikumid (baralgin, atropiin)
2. tsütostaatikumid (5-fluorouratsiil, tsüklofosfamiid)
3. proteaasi inhibiitorid (contrical, gordox)
4. somatostatiini analoogid (sandostatiin, stilamiin)
5. ravimid (morfiin)

5. Ägeda pankreatiidi vormid (üks vastus on lisa):

1. äge turse
2. hemorraagiline pankrease nekroos
3. rasvane pankrease nekroos
4. segatud pankrease nekroos
5. pankrease tsüst

6. Ägeda pankreatiidi tekkimine võib põhjustada (üks vastus on lisa):

Pankrease suletud vigastus

Kõhunäärme kirurgiline trauma

Haavatud kivi OBD

OBD kitsendus

Maksatsirroos

7. Ägeda pankreatiidi võõrutusmeetodite hulka kuuluvad (üks vastus on lisatasu):

Plasmaferees

Vereülekanne

Hemosorptsioon

Soole dialüüs

Soole intubatsioon

8. Operatsiooni optimaalne variant mädaneva pankrease tsüsti korral:

Perkutaanne väline drenaaž ultraheli juhtimisel

Gastrotsüstostoomia

Pankreatoduodenaalne resektsioon

Tsüsti marsupiliseerimine

Fenestratsiooni tsüst

Biokatalüsaatorite kasutamise efektiivsuse seisukohalt oleks ülimalt ahvatlev mitte ainult tõsta ensüümide stabiilsust, vaid õppida ka tehnoloogilise protsessi käigus ära kasutatud ensüümpreparaatide aktiivsuse taastamist.

Peaaegu samaaegselt ensüümide inaktiveerimise nähtuse avastamisega (20. sajandi alguses) hakkasid teadlased tegema katseid neid taasaktiveerida. Tänaseks on sellesuunalisi positiivseid näiteid kogunenud päris palju. Need on mugavalt klassifitseeritud vastavalt inaktiveerimise põhjustele.

Agregeerunud valkude taasaktiveerimine. Sageli saab seda läbi viia molekulidevaheliste mittekovalentsete kontaktide (hüdrofoobsed, elektrostaatilised, vesiniksidemed) hävitamise teel. Selleks kasutatakse samu denaturante, mis hävitavad mittekovalentsed interaktsioonid natiivsetes valkudes, põhjustades nende pöörduvat denaturatsiooni: uurea ja guanidiinkloriidi kontsentreeritud lahused, äärmuslikud pH väärtused jne.

Muudetud primaarstruktuuriga valkude taasaktiveerimine. Kui valk on funktsionaalrühmade keemilise modifitseerimise tulemusena kaotanud aktiivsuse, võite proovida selle uuesti aktiveerida, kasutades pöördkeemilist reaktsiooni. Ensüüme, mis on inaktiveeritud SH-rühmade modifitseerimisega (näiteks nende oksüdeerimisega), saab mõnikord uuesti aktiveerida väikese molekulmassiga tiooli või muu redutseerija lisamisega.

Inaktiveeritud valgu desorptsioon veresoonte seintelt. Valkude "sorptsiooni inaktiveerimine" on tingitud nõrkadest mittekovalentsetest interaktsioonidest (elektrilised, hüdrofoobsed, vesiniksidemed) valgu ja reaktsiooniraku pinna vahel. Taasaktiveerimine saavutatakse sel juhul mittespetsiifiliste interaktsioonide hävimise tõttu äärmuslike pH väärtuste korral uurea või guanidiinkloriidi kontsentreeritud lahuste ja muude reagentide toimel, mis on enamiku valkude jaoks "pöörduvad denaturaatorid".

"Pöördumatult denatureeritud" valgu taasaktiveerimine. Taasaktiveerimise saab läbi viia järgmise kaheetapilise skeemi abil: esiteks tuleb hävitada kõik inaktiveeritud valgus, kaasa arvatud mittenatiivsed mittekovalentsed interaktsioonid, st viia valk voltimata olekusse ja sellest olekust proovida seda voltida. natiivsesse konformatsiooni. Seega üldjuhul taandub mõne "pöördumatult denatureeritud" ensüümi taasaktiveerimise ülesanne sisuliselt kahe probleemi lahendamisele. Esiteks, tingimuste otsimine, mille korral saab inaktiveeritud valku lahti voltida. Inaktiveeritud valkude lahtivoltimiseks kasutatakse tavaliselt samu reagente, mille abil saab natiivsed (inaktiveerimata) valgud viia juhusliku mähise olekusse. Need on pöörduvate denaturantide (uurea või guanidiinkloriid) kontsentreeritud lahused. Teiseks tingimuste eksperimentaalne valik, mille korral voltimata valk volditakse edukalt natiivseks (katalüütiliselt aktiivseks) konformatsiooniks. Sel eesmärgil on sageli kasulikud ensümaatilise aktiivsuse efektorid (substraadid, inhibiitorid, kofaktorid jne), mis on ühtlasi voltimisefektorid, st suurendavad ensüümi taasaktiveerimise saagist.

Kofaktorite (koensüümide) regenereerimine

Kofaktorite kategooriasse kuuluvad koensüümid, proteesrühmad ja metalliioonid. Tehnoloogilisest aspektist on kõige huvitavam koensüümide regenereerimine. Koensüümid on madala molekulmassiga orgaanilised ühendid, mis täidavad paljude ensüümide toimimises täiendava substraadi rolli.

Immobiliseeritud ensüümide süsteemide kasutamisel koensüümidega tuleb lahendada kaks probleemi: koensüümi tegelik regenereerimine ja selle püsimine reaktsioonisüsteemis. Viimane viiakse tavaliselt läbi koensüümide kovalentse immobiliseerimise teel polümeersetele kandjatele. Regenereerimiseks on välja töötatud mitu lähenemisviisi, mille olemus kajastub järgmises skeemis:

Selle skeemi järgi taastub koensüüm, mis muutub reaktsioonis, milles osaleb üks ensüümidest, seotud reaktsioonide süsteemi tõttu, s.o. naaseb algsesse olekusse. Sõltuvalt seotud reaktsiooni tüübist võib kõik koensüümide regenereerimise meetodid jagada kahte rühma: ensümaatilised ja mitteensümaatilised. Ensümaatilised meetodid hõlmavad regenereerimismeetodeid, milles kasutatakse konjugeeritud substraate või konjugeeritud ensüüme. Mitteensümaatilised rajad võib jagada keemilisteks ja elektrokeemilisteks radadeks.

ATP regenereerimissüsteem- see on pidev protsess ADP muundamisel ATP-ks, milles difosfaati fosforüleerivad ensüümid toimivad katalüsaatoritena, kasutades fosfaadi doonoritena fosfaate sisaldavaid ühendeid (atsetüülfosfaat, kreatiinfosfaat, arginiinfosfaat jne).

Kõik ensüümide inaktiveerimiseni viivad mõjud jagunevad mõnikord tinglikult füüsikalisteks ja keemilisteks. Füüsilised hõlmavad kuumutamist või hüpotermiat, kiiritamist (y- ja röntgen), ultraheli, sorptsioon sisse

faasipiirid (näiteks vesi-õhk või vedelik-vedelik). Keemilise inaktiveerimise võivad põhjustada näiteks hapete, pindaktiivsete ainete, orgaaniliste lahustite, uurea ja guanidiinkloriidi, teatud oksüdeerivate ainete (nt hapnik või vesinikperoksiid) ja redutseerivate ainete (nt tioolid, metalliioonid) ja ka mõnede ensüümide leelised. (näiteks proteaasid või proteiinkinaasid). Kuid katse liigitada inaktiveerimisprotsesse, mis põhineb inaktiveerivate mõjude tinglikul jagamisel füüsikalisteks ja keemilisteks, ei anna nende protsesside olemuse mõistmiseks praktiliselt midagi. Nii et näiteks füüsikalise teguri (kuumutamise) mõjul tekivad valgu molekulis sageli keemilised muutused; funktsionaalrühmade oksüdatsioon, peptiidsidemete hüdrolüüs.Teisalt põhjustab selliste keemiliste denaturantide nagu uurea või guanndiinkloriid toime reeglina muutusi ainult valgu füüsikalises olekus (konformatsioonilised ümberkorraldused), kuid ei muutu selle keemiline struktuur.

Stabiliseerimisprobleemi lahendamise seisukohast informatiivsem on inaktiveerimisprotsesside klassifitseerimine molekulaarsete mehhanismide järgi.

§ 2. Ensüümide inaktiveerimise molekulaarsed mehhanismid

1940ndatel - 1950ndate alguses kujunesid välja põhilised ideed inaktiveerimise mehhanismide kohta. Kõige üldisemal juhul võib inaktiveerimisprotsessi esitada kaheetapilise skeemina:

kus N, D ja 1 on vastavalt valgu loomulikud, pöörduvalt denatureeritud ja pöördumatult inaktiveeritud vormid*. Skeemi esimene etapp (!) esindab kõige sagedamini pöörduvat konformatsioonimuutust; oligomeersete ensüümide puhul seisneb see etapp pöörduvas dissotsiatsioonis subühikuteks. Pöörduvatele protsessidele järgnevad pöördumatud etapid (D-L)< Механизмы инактивации ферментов, как правило, классифицируют, исходя из природы процессов, про­исходящих именно на второй, необратимой стадии. Кратко рас­смотрим основные ииактивационные механизмы.

Liitmine. Väga sageli pikaajalisel lahuses inkubeerimisel kõrgendatud temperatuuridel, äärmusliku pH juures t

* Tähtaeg<кнеобратимость» по ей ношению к инактивации имеет t\gt tähendus on see, et pärast tegevusetuse-aniooni mõju eemaldamist (näiteks kui temperatuur langeb pärast 1 sööki<мжнтельн^го нагревания) фермент не втвращается h иатнвной каталитически активной информации N. Он остается в неактивной фор­ме 1 и в течение разумных времен наблюдения (часы. с\тки) ш- списобен само произвольно реактивироваться, т, е. перейти в форму N,"

keemiliste denaturantide juuresolekul valgud agregeeruvad. Sellise inaktiveerimise võimalust mõjutavad mitmed tegurid: temperatuur, pH jne; nende hulgas on aga määrav valgu kontsentratsioon. Kuna agregatsioonietappi kirjeldava võrrandi kineetiline järjekord on võrdne või isegi suurem kui kaks, siis loomulikult põhjustab valgu kontsentratsiooni suurenemine agregatsiooni kiiruse ja moodustunud agregaatide suuruse suurenemist, samuti inaktiveerimise kiirenemine üldiselt. Selle iseloomuliku tunnuse (inaktivatsiooni kiiruse tugev sõltuvus ensüümi kontsentratsioonist lahuses) põhjal saab agregatsiooni kineetiliselt eristada monomolekulaarsetest inaktiveerimismehhanismidest.

Reeglina tekivad valguagregaadid nõrkade mittekovalentsete interaktsioonide tõttu, nagu hüdrofoobsed interaktsioonid, vesiniksidemed. Kui aga valgumolekulid sisaldavad SH-rühmi või lisaks neile S-8 sidemeid, siis saab üksikuid molekule agregaatide sees siduda kovalentsete disulfiidsildadega. Mittekovalentsete või kovalentselt ristseotud agregaatide suurus ja kuju võivad varieeruda laias vahemikus kuni eraldi faasi – valgu sademete moodustumiseni.

Põhistruktuuri muutus. Kõik valkude inaktiveerimiseni viivad keemilised protsessid võib jagada kahte rühma. Esimene hõlmab põranda ja peptiidahela purunemise reaktsioone ning teine ​​on valgu üksikute funktsionaalrühmade keemiline modifitseerimine.

Peptiidsidemete hüdrolüüs, proteolüüs ja autolüüs. Peptiidsidemete mittekatalüütiline sulatamine toimub väga karmides tingimustes. Seega saavutatakse polüpeptiidahela täielik lõhenemine üksikuteks koostisosadeks olevateks aminohapeteks ainult valgulahuse pikaajalisel (mitu tundi) keetmisel kontsentreeritud vesinikkloriidhappes. Mõnevõrra leebematel tingimustel, kui valgulahuseid kuumutada neutraalse või nõrgalt aluselise pH juures ja temperatuuril 80–100°C, toimub peptiidsidemete hüdrolüüs kas vähesel määral või ei täheldata seda üldse. Kõigist peptiidsidemetest on kõrgtemperatuurilise hüdrolüüsi suhtes reeglina kõige labiilsed asparagiinhappe jääkidest moodustunud sidemed.

Peptiidsidemete hüdrolüüs valkudes võib aga toimuda ka tavatingimustes – toatemperatuur, neutraalsed pH väärtused. See tuleneb proteaasidest, ensüümidest, mis on looduse poolt loodud lagundama teisi valke kergetes tingimustes. Kuna kõik (isegi väga puhastatud) valgupreparaadid võivad sisaldada proteaase kaasnevate lisanditena, tuleks inaktivatsioonimehhanismide uurimisel arvestada ka proteolüüsi võimalusega. f Teine proteolüütilise inaktiveerimise näide on ensüüme sisaldavate reaktorite bakteriaalne saastumine. Kogemata reaktorisse sattunud mikroobirakud

Nad eritavad proteaase, mis lõhustavad lahuses biokatalüsaatori ensüümi molekule. Kasutades proteolüütilise lagunemise "kilde" kasvu toitekeskkonnana, paljunevad mikroorganismid; seega ühelt poolt "ummistavad" reaktori, teisalt aga vähendavad biokatalüsaatori aktiivsust lahuses, st inaktiveerivad selle.

Proteolüütilised ensüümid ise on võimelised lõhustama mitte ainult teiste valkude molekule, vaid ka omalaadseid valke.Seda proteaaside "iselõhustumise" protsessi nimetatakse autolüüs A. Autolüüsi saab kineetiliselt eristada enamikust teistest inaktiveerimismehhanismidest (välja arvatud agregatsioon). Asi on selles, et autolüüsi oluline etapp on kompleksi moodustumine kahe proteaasi molekuli vahel; see bimolekulaarne samm määrab sageli üldise inaktiveerimise kiiruse. Seega, kui protea algkontsentratsiooni muutumisel täheldatakse inaktiveerimiskiiruse muutust, siis uuritakse inaktiveerimisprotsessi Koos tõenäoliselt autolüüs.

Ensüümi funktsionaalrühmade oksüdatsioon. Kõrgendatud temperatuuridel oksüdeeruvad mõned valkude funktsionaalsed rühmad, peamiselt tsüsteiini-SH rühmad ja trüptofaani indoolfragmendid. Oksüdatsiooni tulemusena tekivad aminohapete modifitseeritud derivaadid; tsüsteiini sulfoksüühendid (SOH, SCW jne), trüptofaani indooli tsükli avanemisproduktid jne. Mõnedes ensüümides on aktiivse tsentri moodustavad sulfhüdrüülrühmad väga reaktiivsed ja oksüdeeritakse isegi toatemperatuuril.

dekoltee S- S-sidemed valkudes. Lõhustumine võib toimuda kas redutseerivas keskkonnas (tioolide, muude redutseeritud väävliühendite, nt NaACbh juuresolekul või leeliselises keskkonnas kõrgendatud temperatuuril. Esimesel juhul on S-S sideme redutseerimisproduktiks selle tioolvorm () -SH valk) või valgu segatud tiooldisulfiidvormid redutseeriva ainega (valk -S-S-R; valk -S-SOr jne) S-S sidemete aluselise lõhustamisega tekib keerulisem keemiliste reaktsioonide ahel Esiteks, tsüstiin on hüdrolüüsitakse dehüdroalaniiniks:

i-CH-CH<^ + ОН ~ -* CHSN-CH^S-S~ + CH r = C

mis nukleofiilina interakteerub lüsiinijääkide aminorühmadega, tsüsteiinijääkide sulfhüdrüülrühmadega, arginiinijääkide guanidiiniumirühmadega, moodustades vastavalt uusi aminohappeid, vastavalt lüsinoalaniini, lantioniini ja ornitioalaniini:

varsti ch hoon

Haugaard 1946. aastal näitas, et ensüümid, mille aktiivsus sõltub sulfhüdrüülrühmade redutseeritud vormide olemasolust, on ebatavaliselt tundlikud hapniku toksiliste mõjude suhtes. 1972. aastal jõudsid Tjioe ja Haugaard järeldusele, et selliste ensüümide inaktiveerimine O2 toimel absoluutrõhul 5 kgf/cm2 on seotud aktiivsete sulfhüdrüülrühmade kadumisega.

Kopsudes rotid Hüperoksia (PiO2 = 5 kgf/cm2) mõjul vähenes hüdrogenaasi aktiivsus ja sulfhüdrüülrühmade sisaldus pärast 15–30-minutilist kokkupuudet oluliselt ning samal ajal ilmnesid mitte makroskoopilised, vaid väikesed mikroskoopilised muutused. täheldatud kudedes. Pärast 45-minutilist kokkupuudet täheldati kopsukahjustusi ja bisulfiidide sisalduse suurenemist.

Välja arvatud ensüümid sisaldavad aktiivseid sulfhüdrüülrühmi, on teada, et paljud teised ensüümid inaktiveeritakse hüperoksia mõjul. Samuti on võimalik, et potentsiaalselt aktiivsed radikaalid võivad põhjustada pöördumatuid kahjustusi peptiidahelatele ja eriti aminohapetele.

lipiidide peroksüdatsioon

Interaktsioon küllastumata lipiidid koos üleoksüdeeritud aniooniga või mõne muu vaba radikaaliga võivad esmalt viia lipiidradikaali vabanemiseni ja seejärel hapniku juuresolekul toimuva autooksüdatsiooni tulemusena moodustada lipiidperoksiidi radikaali. Lipiidperoksiidi edasine koostoime teiste lipiididega on võimeline tsükliliselt regenereerima lipiidide vabu radikaale ja peroksiidiühendeid, põhjustades seeläbi ahelreaktsiooni ja progresseeruvat lipiidide peroksüdatsiooni.

Kovacich, Mishra(1980) näitasid, et lipiidide peroksüdatsioon roti ajulõikudes ilmneb isegi normaalse õhurõhuga kokkupuutel koos peroksiidiühendite kogunemisega söötmesse, aga ka rakusisesesse vedelikku. Kuigi hapnikuga indutseeritud lipiidide peroksüdatsiooni ei ole veel teatud selgusega in vivo tõestatud, on kirjanduses teateid, et see võib esineda ajukoes, erütrotsüütides, konnapõies ja isoleeritud roti kopsudes.

IN kirjandust On palju teateid, et hapnik kipub inaktiveerima membraaniga seotud aktiivseid transpordisüsteeme. On hästi teada, et glutamiinhappe soolade tarbimine sõltub kaaliumi ülekandega seotud transpordisüsteemist. 1957. aastal avastasid Kaplan ja Stein merisigade ajukoore lõikudel, mis puutusid kokku hapnikuga absoluutrõhul 6 kgf/cm2 90 minuti jooksul. kaalium.

Sarnased mustrid asutasid 1970. aastal Joanny jt ajukoore osadel, mis puutusid kokku hapnikuga absoluutrõhul vahemikus 1–10 kgf/cm2. Kirjanduse aruannetest on teada ka naatriumi aktiivse transpordi kahjustused kärnkonna põie valmistamisel ja isoleeritud konnanaha klapis hüperoksia mõjul. Allen jt jõudsid 1973. aastal järeldusele, et kõige tõenäolisem mehhanism naatriumi transpordi hapnikuga inaktiveerimiseks on lipiidperoksiidi vaheühendite teke.

Rikkumise kohta naatrium rakumembraani pump kortikaalsetes lõikudes, mis on võetud hüperoksia allutatud rottidelt absoluutrõhul 4 kgf/cm2, näitab Na-K-ATPaasi inaktiveerimise täheldatud nähtust.

Assimilatsioon kui serotoniiva, seega i thief-adrenaliin isoleeritud perfuseeritud kopsupreparaadis, mis on võetud rottidelt, kes puutusid kokku hapnikuga absoluutrõhul 1 kgf/cm2, väheneb. Mõlemad muutused olid olulised 12–24-tunnise kokkupuute jooksul, st kaua enne struktuurikahjustuse või kopsude hapnikumürgituse kliiniliste sümptomite ilmnemist.

Vastupidi, kliirens imipramiin ei muutunud rottide isoleeritud kopsudes, kes hingasid puhast hapnikku normaalsel atmosfäärirõhul umbes 48 tunni jooksul. Saadud tulemused on kooskõlas serotoniini ja norepinefriini aktiivse transpordi võimalusega kopsukapillaaride endoteelirakkudes, samas kui imipramiini eemaldamine toimub passiivse seondumise teel. Lisaks leidsid viidatud autorid, et hapniku toksiline toime endoteeliraku membraanile laieneb kas rohkem kui ühele transporterile või mõnele põhikomponendile, mis on seotud mõlema amiini transpordiga.