Механизм см Ферменты механизм кинетический

Пин-понг -механизм соответствует случаю, когда одна или более молекул продукта выделяется прежде, чем все молекулы субстратов присоединятся к макромолекуле фермента. Число кинетически существенных субстратов или продуктов в данной реакции обозначается моно-, OU-, три-, тетра-н т. д. Термин изо используют для описания механизмов, включающих стадию изомеризации между двумя стабильными формами фермента. Например, обратимая реакция с одним субстратом и одним продуктом относится к типу моно-моно- и графически изображается как [c.249]

Эти особенности в температурных зависимостях к свидетельствуют о структурных перестройках глобулы. Мы видим, что измеряемые активационные параметры имеют смысл лишь некоторых эффективных величин. Для установления истинных значений этих параметров необходимы детальные исследования конструкции фермента и механизма его действия. Кинетические измерения здесь недостаточны. [c.370]

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

Чтобы определить путь, по которому протекает на самом деле образование мостикового комплекса, необходимо исследовать начальную скорость реакции и скорости связывания лиганда и металла, причем образование мостикового комплекса фермент — металл — лиганд должно протекать в кинетически контролируемой стадии. Однако до сих пор лишь для немногих систем проведено столь детальное кинетическое исследование. Для пируваткиназы из мышц [35, 38, 39] данные, описывающие механизм образования комплексов мостиковых металлов с ФЕП и АДФ, хорошо согласуются со всеми тремя возможными путями их образования (ср. гл. 18). Эти данные противоречат предположению [16] о том, что все комплексы нуклеотидов с ферментами, в которых принимают участие ионы двухвалентных металлов, образуются в результате взаимодействия фермента с комплексом металл — лиганд [уравнение (3)]. [c.448]

В принципе ускорение может быть обусловлено и эффектами микросреды (способствующими, нанример, десольватации реакционного аниона в слабо гидратированном поверхностном слое мицеллы) [17]. В итоге модельная реакция с участием мицеллообразующего нуклеофила протекает столь же быстро, как и ферментативная реакция (5) на активном центре химотрипсина (с участием специфического аминокислотного субстрата) [14]. Иными словами, исследованная нами мицеллярная реакция моделирует действие фермента как но механизму и его кинетическим проявлениям (более подробно см. в [14]), так и но масштабам наблюдаемых ускорений. [c.214]

Исследование механизма ферментативной реакции кинетическими методами основано на изучении функциональной зависимости скорости реакции от различных факторов. Скорость реакции представляет собой функцию многих переменных концентрации фермента и субстрата, pH, температуры, воздействия модификаторов и др. Обычно уравнение стационарной скорости вводят для случая, когда скорость можно считать функцией одного переменного. В самом деле, подобрав специальным образом условия протекания реакции, можно пренебречь влиянием различных факторов и параметров реакции (агрегация белковых молекул фермента, значительное накопление продуктов и т. д.). [c.13]

К достоинствам книги следует отнести строгое физико-хими-ческое изложение основ ферментативного катализа и широкое привлечение данных по структуре ферментов. Интерпретация высокой каталитической эффективности ферментов и субстратной специфичности проводится на основе теории переходного состояния. Понимание того факта, что для ферментативного катализа важна стабилизация переходного состояния за счет дополнительных нековалентных взаимодействий между реагентами, является основой для синтеза высокоэффективных ингибиторов ферментов — аналогов переходного состояния, которые представляют интерес с точки зрения создания лекарственных препаратов. Дополнительное повышение субстратной специфичности (особенно важное в процессах репликации ДНК и биосинтеза белка) обеспечивается механизмами кинетического корректирования . Ряд интересных исследований в этой области проведен самим автором книги. [c.5]

Со(1И)-триеновые системы удобны тем, что обмен и замещение воды в координационной сфере иона металла — всегда очень медленный процесс от минут до часов), т. е. кинетические параметры можно легко оценить. Медленный обмен лигандов в водном растворе позволяет использовать изотопную метку для прослеживания реакционного пути координированной молекулы воды или гидроксогруппы и, таким образом, дает возможность различить прямой нуклеофильный и общий основной механизмы гидролиза. Однако помимо указанных преимуществ у этих систем имеются и очевидные недостатки, если рассматривать соответствие их (или отсутствие такового) ферментативным процессам. Например, Со(1П)-триеновые комплексы, инициирующие реакции, находятся в сте-хиометрическом, а не каталитическом соотношении с продуктом гидролиза или гидратации, который остается прочно связанным с находящимся в комплексе металлом. По этой причине комплексы Со(П1) не столь пригодны, как могли бы быть, для моделирования ферментов. Тем не менее из-за благоприятного понижения (ДЯ" практически не меняется) при комплексообразовании с подходящими лигандами наблюдалось увеличение скорости в 10 раз. Несмотря ни на что, обсуждаемая здесь система все же неплохая модель, что обусловлено способностью металлов поляризовать прилегающие молекулы субстрата и активировать координированные нуклеофильные группы. [c.356]

Вторая часть книги посвящена кинетическим закономерностям ферментативных реакций. В теоретическом и методическом плане рассматривается ряд подходов как нестационарной, так и стационарной кинетики, наиболее полезных для выяснения механизма действия ферментов и топографии их активных центров. [c.2]

С другой стороны изучение ферментативных реакций в стационарном режиме имеет ряд существенных недостатков. Наиболее важным из них является то, что стационарная кинетика дает весьма ограниченную информацию о детальном кинетическом механизме ферментативной реакции. Стационарная кинетика, отражая лишь лимитирующие стадии процесса, практически не дает информации о быстрых , нелимитирующих стадиях превращения субстрата в активном центре фермента. Определение элементарных констант скорости многостадийной ферментативной реакции из данных стационарной кинетики не представ-ляется.возможным. Действительно, кинетика каталитической реакции, включающей п промежуточных соединений (схема 5.16), описывается 2 п + 1) константами скорости. Стационарная же скорость этой обратимой реакции независимо от числа промежуточных соединений, принимающих участие в механизме реакции, дается уравнением (см. гл. VI) [c.174]

Кинетические закономерности ферментативных реакций с участием двух промежуточных соединений. Кинетика трехстадийной реакции с равновесной первой стадией. Детальный кинетический анализ действия ряда ферментов обнаруживает участие в механизме катализа по крайней мере двух промежуточных соединений. [c.190]

Наиболее полную информацию о кинетике ферментативных реакций дает изучение их протекания в нестационарном режиме (см. гл. V). Исследование стационарной кинетики ферментативных процессов имеет ограниченное значение для понимания многостадийного механизма действия ферментов. Это связано прежде всего с тем,что в общем случае невозможно однозначно приписать экспериментально определяемые значения констант скоростей индивидуальным химическим стадиям (см. 1 гл. V и VI). Тем не менее кинетические параметры типа = = У/(Е](,и Кт.каж, которые, следуют из основного уравнения стационарной кинетики — из уравнения Михаэлиса (6.8), как показал Альберти с сотр. [1], позволяют оценить нижний предел константы скорости любой индивидуальной стадии ферментативной реакции [типа (6.9) или даже более сложного обратимого процесса (5.16)]. [c.268]

В гл. I мы указывали, что реакции, катализируемые ферментами, до стигают относительно высоких скоростей, поскольку превосходят каталитические неферментативные реакции по скорости более чем в Ю - раз. Кинетический анализ ферментативных механизмов позволяет прий- [c.273]

Практический курс, предлагаемый вниманию читателя, может рассматриваться как руководство по обработке экспериментальных данных ферментативной кинетики. В основу данной книги положены лекции и практические занятия по кинетике ферментативных реакций. Так как понимание кинетических закономерностей и механизма действия ферментов невозможно без знания кинетических законов простых химических реакций, последним в книге также уделено существенное внимание. [c.3]

В работе [10] изучали влияние н-бутаиола на-кинетику реакций гидролиза сложных эфиров, катализируемых карбокси-пептидазой В. На основании зависимости скорости ферментативной реакции от начальной концентрации субстрата (табл. 11) предложить кинетическую схему реакции (приняв двухстадийный механизм действия фермента) и определить константу ингибирования н-бутанолом. [c.91]

При изучении кинетики гидролиза пептидного субстрата, катализируемого карбоксипептидазой В, был обнаружен активирующий эффект добавок н-бутанола [10]. Исходя из данных табл. 19, предложить кинетическую схему реакции в предположении двухстадийного механизма действия фермента и рассчитать константу активации н-бутанолом. [c.97]

Все рассмотренные в предыдущих разделах методы обработки кинетических данных относились к условиям избытка субстрата по сравнению с ферментом ([5]о > [Е]о). Рассмотрим теперь случай, когда концентрация субстрата сравнима по величине с концентрацией фермента ([5]о [Е]о), и выведем уравнение скорости ферментативной реакции, протекающей по двухстадийному механизму при условии быстрого установления равновесия на стадии образования фермент-субстратного комплекса [c.114]

Полная обработка данной схемы приводит к довольно сложным выражениям для кинетических параметров кат и /Ст(каж) ферментативной реакции. Однако на практике рН-зависимость ферментативных реакций, протекающих по трехстадийному механизму, имеет более простой вид. Как правило, ряд протонированных или депротонированных состояний фермента или не обладают способностью связывать субстрат, или не вступают в реакции ацилирования или деацилирования, что приводит к упрощениям соответствующих схем рН-зависимости. Например, в реакциях гидролиза специфических субстратов, катализируемых а-химотрипсином и трипсином, схема (10.11) упрощается [c.222]

Гидролиз метилового эфира N-бeнзoил-L-aлaнинa, катализируемый трипсином, протекает по трехстадийному механизму, причем для этой реакции скорость-лимитирующей стадией является ацилирование. На основании данных рН-зависимости реакции гидролиза (табл. 19) вычислить значения рК ионогенных групп свободного фермента и кинетически существенны промежуточных соединений фермента и предложить схему рН-завиоимости ре-акций [c.235]

Пин-понг механизм соответствует случаю, когда одна или более молекул продукта выделяется прежде, чем все молекулы субстратов присоединятся к макромолекуле фермента. Число кинетически существенных субстратов или продуктов в данной реакции обозначается символами moho-, би-, три-, театра- и т. д. [c.195]

При конку1эентном механизме инг ибитор (I) конкурирус с субстратом за активные участки фермента. Простейшая кинетическая схема данного процесса имеет вид [c.225]

Некоторые из особенностей реакций, катализируемых ферментами, аналогичны тем, которые найдены для гетерогенных реакций,, например вид кинетического уравнения и действие ингибиторов [8]. Бейлис предложил [9] механизм ферментативного катализа, основанный на адсорбции субстрата на поверхности фермента, за которой следует реакция адсорбированного соединения. В настоящее время имеется много аналогичных доказательств [1, 3, 8] того, что между субстратом и ферментом протекает специфическая химическая реакция (а не простая физическая адсорбция), точно так же как между субстратом и поверхностью катализатора в гетерогенном катализе. Когда станет больше известно о структуре активных мест в молекуле фермента, тогда возникнет реальная необходимость рассмотреть геометрию поверхности молекулы фермента пока же часто оказывается достаточным рассматривать соединение субстрата S и молекулы фермента Е как единое целое. Большинство механизмов ферментативных реакций представляет собой видоизменение простой картины реакции промежуточных соединений или комплексов, описанных в гл. I. Эти видоизменения были предложены многими исследователями, однако вклады Михаэлиса и Ментена ПО] Бриггса и Холдейна [И] оказались особенно существенными. [c.111]

Однако первая стадия наиболее ответственна, поскольку сама вероятность каталитического акта строго определяется возможностью образования комплекса Михаэлиса. Первично образующееся соединение фермента с субстратом носит название комплекс не вследствие его прямого отношения к классу комплексных соединений, как это понимается в химии, а, скорее, потому, что реальная природа этого соединения пока неизвестна. В огромном большинстве случаев также неизвестны достаточно точно те химические взаимодействия, которые обеспечивают образование комплекса неизвестны и механизмы первичного перераспределения электронов в молекуле субстрата на стадии возникновения первичного комплекса. Более того, до сравнительно недавнего времени мы не имели прямых экспериментальных доказательств реальности существования самих комплексов, которое вытекало в основном из кинетических данных. В 1943 г. были проведены спектральные исследования, свидетельствовавшие о возможности образования промежуточных фермент-субстратных соединений например, в опытах Чанса [13] спектрофотометрическим методом было показано образование комплекса пероксидазы с Н2О2. Были попытки обнаружить фермент-субстратный комплекс методом зонального электрофореза [14]. Однако все эти результаты получены непрямыми методами. В 1963 г. японским авторам Яги и Озава [15] удалось получить прямые доказательства реальности комплекса Михаэлиса. Они выделили стабильный в анаэробных условиях кристаллический комплекс оксидазы D-аминокислот (D-аминокислота О 2 — окси-доредуктаза, КФ 1.4.3.3) с D-аланином (рис. 6). Этот комплекс содержал, помимо апофермента и субстрата, флавинадениндинукле- [c.48]

В ранних работах при обсуждении критериев, позволяющих делать выводы о формальных механизмах ферментативных реакций, кинетический подход почти всегда игнорировался. Вместе с тем на основании кинетического анализа двухсубстратной реакции обычно можно с достоверностью установить, протекает ли она через образование третичного комплекса с интактными субстратами или через замещенную форму фермента. Основная заслуга в развитии теории стационарной кинетики, необходимом для этих целей, принадлежит Альберти [1, 2], Дальцилю [3, 4], Фридену [5], Клеланду [c.129]

I. Схематическое изображение упорядоченного механизма с образованием тройного комплекса (синонимы —механизм однотактного замещения, механизм дегидрогеназного типа, последовательный механизм) и соответствующие кинетические прямые. Некоторые неустойчивые промежуточные соединения (заключены в скобки) могут быть кинетически незначимыми. //. Общая (неупорядоченная) форма механизма с образованием тройного комплекса, предусматривающая возможность различной последовательности присоединения субстратов к ферменту при образовании комплекса, а также возможность изомернэацаа [c.136]

Таким образом, обсуждаемая выше инактивация гидрогеназы в присутствии кислорода протекает с участием по крайней мере двух состояний фермента. В механизме катализа гидрогеназами кинетический процесс, характеризуемый временем тг, в отсутствие кислорода практически не имеет места. В этих условиях кинетика процесса, характеризуемая параметром ть отражает, по-видимому, тепловую денатурацию белка. В присутствии кислорода появляется второй экспоненциальный член в кинетике инактивации. В этих условиях происходят, по-видимому, процессы окисления функционально важных групп активного центра фермента, что влечет за собой его необратимую инактивацию. [c.103]

Тот факт, что перенос фосфата протекает через ковалентное промежуточное соединение, фосфорилфермент, служит основой предполагаемого механизма катализа щелочной фосфатазой. Фосфорилированный белок можно осадить из смеси фосфата с ферментом прибавлением трихлоруксусной кислоты [60]. Анализ продуктов расщепления белка показывает, что фосфат присоединен к остатку серина [61]. В щелочной среде обнаружить ковалентно присоединенный фосфат не удается, одна1ко Вильсон и сотр. [62—67] с помощью кинетических и изотопных методов показали, что фосфорилфермент образуется при всех значениях pH и что он идентичен фосфорилированному белку, выделяемому из кислого раствора. Свободная энергия гидролиза этого промежуточного соединения удивительно мала, и по величине соответствующей ей константы равновесия он в 10 раз устойчивее обычных фосфорных эфиров [62—64]. Причина того, что фосфатаза не оказывается в термодинамической ловушке, заключается в образовании нековалентного комплекса фермент—фосфат, который при pH 8 в 100 раз устойчивее фосфорилфермента [62]. В результате этого равновесие [c.638]

K. Анфинсена [138]. В литературе встречается также иное мнение, согласно которому молекула белка находится в метастабильном состоянии, т.е. отвечает не глобальному, а одному из локальных минимумов свобод, ной энергии. Такая точка зрения нашла отражение в так называемом парадоксе К. Левинталя [139] и кинетической гипотезе свертывания белка Д. Уетлауфера и С. Ристоу [140]. Однако задолго до публикации этих работ (в 1935 г.) Э. Бауэр - автор первого труда по теоретической биологии, разработал концепцию, в которой специфика структурной организации белка, определяющая его биологические свойства, объяснялась особым деформированным состоянием молекул [141]. Представление, развитое в работах [139-141], хотя еще и привлекается в энзимологии при трактовке механизма фермент-субстратных взаимодействий [142-149] (правда, все реже и только для феноменологического описания), в исследованиях нативных конформаций почти утратило свое былое значение. [c.240]

В этом отношении кажется спорным предлагаемый в работе [13] путь фрактального дробления отдельных стадий на более мелкие. Во всяком случае, механизм фрактализации автор не предлагает и его довольно трудно представить. Логической Х)снрвой для этого предположения является идея неделимости ЭОКС как целостного кинетического континуума. В то же время, привлечение конкретных надмолекулярных структур показывает, что большинство их состоит из отдельных субъединиц, способных в течение некоторого времени сохранять -Ч вою целостность. Число таких субъединиц, например, во мно-Тих ферментах, как правило, четно. Это позволяет ввести при рассмотрении конкретной эволюции биоструктур идею реком- бинации отдельных субъединиц и блоков как одного из фак-,торов эволюционных преобразований в ряду ЭОКС. Как будет показано, этот Механизм мог существенно ускорить процесс Эволюции ЭОКС. [c.29]

Кинетические закономерности ингибирования двухсубстратной реакции с немультиплицирующим механизмом суммированы в табл. 1. В ней приведены кинетические схемы взаимодействия ингибитора с ферментом, уравнения стационарной скорости реакции в обратной форме, а также координаты точки пересечения прямых зависимости /v от l/Si или от I/S2 при различных концентрациях ингибитора (если такая точка пересечения существует). Рассмотрены механизмы, по которым ингибитор взаимодействует с одной из форм активного центра (Zi, Xz, Х3, Хц), с какими-либо двумя, тремя формами либо со всеми четырьмя состояниями активного центра. [c.13]

Закономерностям угнетения ферментативной активности посвящены два следующих параграфа. В 2.7 анализируются процессы ингибирования ферментативных реакций. Приводится классификация ингибиторов по механизму действия. Инактивация ферментов — процесс, дающий богатую информацию о каталитических свойствах белков. Рассмотрены закономерности влияния ингибиторов на многосубстратные реакции. 2.8 посвящен процессам инактивации ферментов. Рассмотрены кинетические закономерности инактивации. Анализируются как и классические закономерности инактивации ферментов, так особенности инактивации олигомерных ферментов инактивация ферментов, индуцированная взаимодействием с субстратом. [c.333]

Это уравнение известно как уравнение Михаэлиса и широко используется прежде всего в кинетических исследованиях реакций, катализируемых ферментами. Однако оно в )авной мере применимо для любого случая катализа, ироисходяш,его по механизму образования комплекса катализатор — субстрат. [c.265]

Механизм ъ инётической специфичности химотрипсина. Размер химически инертного фрагмента К в субстратной молекуле оказывает влияние не только на связывание субстрата ферментом, но, что более удивительно, иа кинетику химических стадий. Скорость как стадии ацилирования (Аг), так и гидролиза промежуточного ацилфермента [см. уравнение (4.28)] возрастает при увеличении гидрофобности фрагмента Н- Количественное описание кинетической специфичности дает уравнение [c.154]

Материал, собранный во второй части книги, ни в коей мере не следует считать систематическим изложением многогранного кинетического метода в приложении его к ферментативному катализу. Это скорее всего попытка рационального отбора наиболее распространенных и оправдавших себя подходов к изучению структуры активного центра и механизма действия ферментов. Они изложены в весьма сжатой форме, которую, однако, легко раскрыть в ходе семинарских занятий. Все примеры, иллюстрируюш,ие отдельные теоретические положения, отобраны из непосредственных экспериментальных данных для широкого круга ферментов. [c.171]

На рис. 53 приведена кинетическая кривая изменения оптической плотности при гидролизе метилового эфира коричной кислоты, катализируемого а-химотрипсином в условиях избытка фермента [10]. Как видно из рисунка, гидролиз эфира сопровождается быстрым увеличением поглош,ения при 310 нм, достигающим максимума примерно через 100 с, затем происходит уменьшение оптической плотности до полного гидролиза эфира. Это указывает на участие в механизме реакции промежуточного соединения. Приведенное в качестве примера исследование гидролиза метилового эфира транс-коричной кислоты под действием а-химотрипсина позволило установить участие в механизме катализа а-химотрипсином ацилферментного промежуточного соединения Ха (см. гл. IV). [c.184]

В качестве примера рассмотрим механизм комплексообразования с активным центром а-химотрипсина красителя профлавина [411. Кинетическая кривая комплексообразования описывается суммой двух экспоненциальных членов. Из их цоказателей были найдены два времени релаксации и т . На рис. 70 представлена зависимость функции от суммы равновесных концентраций фермента и красителя. В соответствии с уравнением (5.214) по тангенсу угла наклона этой зависимости определяется константа скорости Отрезок, отсекаемый на оси ординат, дает сумму констант 21 + 23 + Соответственно из зависимости функции от равновесных концентраций фермента [c.210]

Настоящее пособие — первое в мировой литературе учебное руководство по анализу и обработке кинетических данных ферментативных реакций. В первой части курса наложены методы анализа кинетических закономерностей простых химических реакций, изуче-иие их необходимо для дальнейшего понимания кинетики и механизма действия ферментов. Во второй части книги рассмотрены методы обработки кинетических данных ферментативных реакций-Особое внимание здесь уделено новым- подходам, не нашедшим до последнего времени отражения в учебной литературе (новые методы нахождения элементарных констант, влияние диффузии на кинетику действия иммобилизованных ферментов, использование интегральных форм кинетических уравнений и др.). Каждая глава сопровождается О ригинальными задачами с подробными решениями. [c.2]

Большая часть проблем ферментативной кинетики сводится к анализу предполагаемых схем ферментативных реакций, выводу уравнений скорости, соответствующих этим схемам, и сопоставлению полученных зависимостей с данными эксперимента. Когда мы рассматривали простые кинетические схемы ферментативных реакций (двух- и трехютадийные механизмы действия ферментов, двухстадийные ферментативные реакции в присутствии простей-щих эффекторов — ингибиторов и активаторов и т. п.), т. е. когда мы имели систему из двух-трех алгебраических уравнений, ее можно было легко решить обычным путем, не прибегая к существенным упрощениям. [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология