ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика ферментативных реакций из "Химическая кинетика и катализ 1974" Скорость ферментативных реакций обычно прямо пропорциональна концентрации фермента в первой степени. Характерно, что при заданной концентрации введенного фермента скорость реакции вначале линейно изменяется с концентрацией субстрата, а затем становится независимой от концентрации субстрата. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата показана на рис. 108а. [c.505] Общая начальная концентрация фермента [Е]о равна концентрации свободного фермента [Е] плюс концентрация комплекса [Е5], т. е. [c.505] Порядок реакции по суб.страту в этом случае нулевой, а скорость реакции соответствует предельной (см. рис. 108 а). [c.506] Скорости различных ферментативных реакций удобно сравнивать при насыщении субстратом, т. е. при таких концентрациях субстрата, когда скорость реакции перестает зависеть от концентрации последнего. [c.506] константа Михаэлиса кт численно равна той концентрации субстрата, при которой начальная скорость реакции равна половине предельной скорости, так как согласно (7) величина Аз[Е]о соответствует предельной скорости. [c.507] Отсюда видно, что в координатах 1/шо—l/[S]o получится прямая (рис. 108 6). Отрезок, отсекаемый этой прямой на оси ординат, будет равен 1/ пред, а тангенс угла наклона прямой равен Ат/ пред. Таким образом легко и достаточно точно определяют две важные константы, характеризующие кинетику ферментативной реакции, сицред и km- Как видно из рис. 108 6, константу km можно определить и по отрицательному отрезку, отсекаемому на оси абсцисс, так как при Wo = О, 1/шпред = А / пред[5]о, или - km = l/[S]o. [c.507] Отсюда видно, что зависимость [SJo/o o от [S]o является линейной (рис. 108 г). [c.508] Зная предельную скорость, по уравнению (9) можно рассчитать значение Аз — константы скорости распада комплекса ES, а зная km, рассчитать по выражению (3) стационарную концентрацию комплекса [ES]. Труднее найти константы к и k . Для их определения необходимо экспериментально изучить кинетику процесса в широком интервале концентраций. [c.508] Константа Ад — субстратная константа. [c.509] Задавая несколько значений концентраций Сг, легко найти графическим методом, рассмотренным ранее, эффективные значения константы Михаэлиса и величину фф. [c.509] В ЭТОМ случае, определив А фф для разных концентраций С, можно найти все константы, характеризующие двухсубстратную реакцию, протекающую по приведенной выще схеме. [c.510] Фермент может образовывать комплексы с обоими субстратами. Наиболее интересным является случай, когда фермент образует комплексы Е51 и Е5г и комплекс Е515г, в-котором и происходит каталитическое превращение субстратов с образованием конечных продуктов. Применение метода стационарных концентраций в этом случае приводит к очень громоздкому уравнению, мало удобному для выявления общих закономерностей. Более простые выражения получаются, когда скорости распада промежуточных соединений настолько малы, что концентрации промежуточных соединений оказываются близкими к равновесным, получающимся в отсутствие реакции распада промежуточных соединений. [c.510] Множители I и 2 отражают изменение сродства к отмеченному индексом субстрату под влиянием присоединения другого субстрата к ферменту Е. [c.511] При сделанном выше предположении, что устанавливается равновесие между исходными вешествами и комплексами, концентрации которых близки к равновесным, пол чаюшимся в отсутствие реакции распада промежуточных соединений, скорость реакции лимитируется необратимой стадией распада комплекса ES S2 с образованием конечных продуктов, т. е. [c.511] Следовательно, подбирая соответствующие постоянные концентрации [S2]o, можно ранее описанными методами найти k, Ks,s, и / s а при постоянных концентрациях [S ]o и. переменных [ЗгЬ можно определить / s,s, и Ks т. е. найти все n константы, входящие в уравнение (34). [c.512] Это выражение отличается от выражения (5) тем, что один из сомножителей его стоит в квадрате. [c.512] Интересно отметить, что уравнение (42) описывает кинетику многих двухсубстратных реакций. [c.513] Кривая зависимости скорости ферментативных реакций от температуры обычно проходит через максимум. Температура, при которой скорость реакции становится максимальной, называется оптимальной температурой. При температурах 35 °С и выше наблюдается дезактивация ферментов. Из уравнения (5) видно, что зависимость скорости реакции от температуры имеет сложный характер. Если скорость реакции подчиняется уравнению (7), зависимость скорости реакции от температуры подчиняется уравнению Аррениуса. [c.513] Величина Аз характеризует активность фермента как катализатора. За условную единицу количества фермента Е ферментную единицу) принимают такое количество, которое необходимо для превращения одного микромоля субстрата в 1 мин при стандартных условиях температуре 25 °С, оптимуме pH и при субстратном насыщении. Согласно этому определению количество Е находят по предельной начальной скорости превращения субстрата. Концентрацию фермента выражают в числе ферментных единиц на 1 мл раствора, а удельную активность — в числе ферментных единиц на 1 мл белка. Удельная активность для недостаточно очищенных препаратов дает нижний предел активности. [c.513] Вернуться к основной статье