Опишіть,що являють собою мультиферментні системи.

У клітинах метаболічні перетворення субстратів здійснюються послідовно декількома ферментами. Кожний з цих ферментів каталізує певну ділянку загального метаболічного шляху. Сукупність ферментів, які каталізують перетворення субстрату в продукт через ланцюг послідовних реакцій, має назву мультиферментний комплекс (мультиферментна система).

Виділяють декілька видів організації мультиферментних систем:

функціональна організація – у цьому випадку ферменти структурно не зв’язані один з одним, але сумісно каталі-зують один процес. Зв’язувальним елементом у такій системі є метаболіти, які послідовно перетворюються під дією ферментів такої системи. Приклади: ферменти гліколізу, глікогенолізу, глікогенезу тощо;

структурно-функціональна організація – у разі такої будови системи ферменти структурно і функціонально зв’язані один з одним та функціонують як єдиний комплекс. Приклади: піруватдегідрогеназний комплекс,

α-кетоглутаратдегідрогеназний комплекс, синтаза жирних кислот тощо.

мішаний тип організації – у цьому випадку частина фер-ментів зв’язана структурно, частина лише функціональ-но, але всі вони функціонують як єдина система. Приклади: цикл лимонної кислоти (цикл Кребса), аероб-ний катаболізм глюкози тощо;

мембрано-зв’язані – іноді ферменти мультиензимного комплексу поєднуються за допомогою мембран, в струк-туру яких вони вбудовані. Приклади: дихальний ланцюг мітохондрій, мікросомальний електронотранспортний ланцюг.

Ферменти, які працюють разом, утворюють надмолекулярні комплекси, які можуть бути асоційовані з клітинними структурами. Шрер (1985) запропонував визначення таких утворень і назвав їх метаболони. Метаболон – надмолекулярний комплекс ферментів, що каталізують реакції певного метаболічного шляху, та структурних елементів клітини (плазматичної або мітохондріальної мембран, ЕПР тощо). Так, наприклад, існує точка зору про те, що асоціація гліколітичних ферментів в еритроцитах відбувається на інтегральному мембрано-зв’язаному глікопротеїні. Іншим прикладом метаболону може бути інтеграція ферментів циклу Кребса і внутрішньої мембрани мітохондрій. Якірною ділянкою цієї системи буде один із ферментів – сукцинатдегідрогеназа – інтегральний білок-фермент мітохондріальної мембрани.

Кожна клітина організму має свій специфічний набір ферментів. Деякі з них містяться у всіх клітинах, інші присутні тільки в деяких.

У клітині робота кожного ферменту, як правило, не індивідуальна, а тісно пов'язана з іншими ферментами, тобто з окремих ферментів формуються поліферментні системи, або конвейєри. Субстрат іноді під час свого перетворення проходить довгий ланцюг реакцій, у яких бере участь багато ферментів. Продукт реакції, яка каталізується першим ферментом, служить субстратом для другого ферменту і т. д. Прикладом може бути процес гліколізу. Усі ферменти гліколізу наявні в розчинному стані. У процесах перетворення глюкози до молочної кислоти бере участь цілий ряд ферментів. Положення кожного ферменту в ланцюзі встановлюється за спорідненістю із субстратами (починаючи з глюкози), кожен з яких відповідно є продуктом реакції, каталізованої попереднім ферментом. Це збільшує швидкість ферментативних реакцій, і в такому ланцюзі проміжні продукти не накопичуються.

Чимало поліферментних ансамблів структурно зв'язані з якою-небудь органелою (мітохондрії, рибосоми, ядро) або з біомембранами і складають високоорганізовані системи, що забезпечують життє-воважливі функції, наприклад, тканинне дихання, тобто, перенос електронів і протонів від субстратів до кисню через систему дихальних ферментів, закріплених на внутрішній мембрані мітохондрій.

Деякі ферменти, що беруть участь у реакції одного ланцюга метаболізму, об'єднуються в мультиензимні комплекси з певною функцією. Типовим прикладом подібних надмолекулярних комплексів є піруватдегідрогеназний комплекс, що складається з декількох ферментів, які беруть участь в окисленні піровиноградної кислоти до ацетил-КоА, або синтетаза жирних кислот, що складається із семи структурно зв'язаних ферментів, котрі виконують функцію синтезу жирних кислот.