ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние pH среды на фермент из "Молекулярная биофизика" Очевидно, что ферментативная активность должна существенно зависеть от pH среды. Макромолекулы белка содержат ионизуемые группы. То же относится к большинству субстратов, модификаторов и коферментов. Подробная классификация возможных влияний pH на ферменты дана Уэббом [16] (см. также [68]). Изменение pH может изменить состояние ионизуемых групп в активном центре или соседствующих с ним оно может также влиять на состояние неферментных компонент системы и на структуру глобулы локально или в целом. [c.394] ЛИШЬ одна из них АН реакционноспособна. Тогда скорость реакции пропорциональна концентрации этой формы, т. е. [c.395] График зависимости а от [Н+], т. е. от pH, проходит через максимум, отвечающий условию [и-]=Ук,К2, т.е. [c.395] Действительно, во многих случаях зависимость активности фермента от pH имеет колоколообразную форму. Изложенная феноменологическая теория это объясняет и приводит к удобным для расчетов формулам [15, 16]. Однако зависимость скорости реакции от pH можно истолковать и иначе. Кирквуд и Шо-мейкер рассмотрели флуктуации электрических зарядов в молекуле фермента [97, 98]. Если свободные энергии различных состояний ионизации молекулы мало отличаются друг от друга, то заряды могут перемещаться, флуктуировать. Эти флуктуации могут привести к добавочному электростатическому взаимодействию фермента с субстратом. [c.395] Здесь а, / а. — эффективные величины. [c.396] Очевидно, что форма кривой /с2(рН) объясняется в этой теории причинами, совершенно отличными от рассматриваемых в теории Михаэлиса. Прямые доказательства существования флуктуаций зарядов пока не получены. Кирквуд и Шомейкер показали, что флуктуации должны привести к появлению добавочных компонент в спектре времен релаксации. Позднее было установлено, что это не так [99], и сейчас трудно указать способ экспериментального обнаружения и изучения зарядовых флуктуаций. [c.397] Кирквуд считал механизм флуктуационного взаимодействия фермента и субстрата универсальным и определяющим явление ферментативной активности в целом [97, 98, 100]. Все изложенное показывает, что за ферментативную активность ответствен ряд факторов, и здесь весьма важны конформацнонные явления. Теория Кирквуда не решает проблему. Вместе с тем и механизм Михаэлиса, и механизм Кирквуда отражают реальные свойства полиэлектролитной системы. Остается неясным, в какой мере, так как отсутствуют строгие количественные оценки и получить их трудно. [c.397] Следует рассмотреть еще один механизм влияния pH на фермент— прямое влияние pH на конформационную структуру белка. Если считать, что реализуется индуцированный контакт фермента с субстратом, то повороты связей сопровождаются перемещением зарядов. Конечно, электростатические взаимодействия (включая образование ионных пар) между боковыми привесками могут играть не меньшую роль, чем состояние водородных связей в а-спиралях и р-формах. Ясно, что концентрация водородных ионов должна влиять на конформацнонные свойства белка. Она не может не сказываться также на гидрофобных взаимодействиях, формирующих глобулу. Зависимость гидрофобных взаимодействий от pH мало изучена. [c.397] Вернуться к основной статье