Фермент субстрат

Молекула субстрата связывается с вполне определенным участком молекулы фермента, так называемым активным центром. Поэтому нещества, способные обратимо присоединяться к активному центру фермента, будут препятствовать об- )азованию активного промежуточного комплекса фермент — субстрат и, следовательно, будут тормозить реакцию. Такие вещества называются ингибиторами ферментов. Следует отличать ингибитор от ферментного яда. Ферментные яды необратимо взаимодействуют с активным центром фермента и переводят его в другое вещество, лишенное каталитических свойств. [c.259]

Общие представления о кинетической роли ферментов впервые были сформулированы Михаэлисом и Ментеном [100]. Они предположили, что молекула, подвергающаяся реакции (субстрат 8), обратимо адсорбируется на определенных местах Е фермента, образуя стабильный комплекс З-Е фермент — субстрат. Последующий распад этого комплекса с образованием продуктов реакции является лимитирующей стадией процесса. Схема реакции аналогична схеме Ленгмюра, предложенной для катализа на поверх- [c.561]

Спектроскопия ЯМР широко и успешно применяется для исследования равновесных химических превращений и обменных процессов, при которых периодически меняется строение, а значит, электронное окружение магнитных ядер и спин-спиновое взаимодействие ядер, т. е. химические сдвиги б и константы /. К таким процессам относятся как внутримолекулярные превращения (заторможенное внутреннее вращение, инверсия пирамидальной системы связей у азота, инверсия циклов, таутомерия и т. д.), так и межмо-лекулярные обменные и другие равновесные химические реакции (протонный обмен в водных растворах карбоновых кислот, аммиака, лигандный обмен, рекомбинация ионов, биохимические взаимодействия фермент — субстрат и т. д.). [c.40]

Субстратная специфичность химотрипсина. Специфические каталитические свойства ферментов обусловлены многоточечным (многоцентровым) взаимодействием между субстратом и белком [54] (см. гл. I и II). В многоцентровом взаимодействии фермент — субстрат важная роль отведена сорбции на белке боковых, химически инертных фрагментов субстратной молекулы. При анализе этого вопроса для реакций, катализируемых химотрипсином, будем исходить из модельной структуры [55 его субстратов [c.132]

Предположение о существовании стационарного состояния является спорным для систем, в которых концентрация комплекса фермент — субстрат велика по сравнению с концентрацией свободного фермента, а концентрация субстрата (3) не сильно превышает концентрацию (Ео). Если (3) > (Ео) или (Е-З) < (Ео), то предположение о стационарности справедливо для случая, когда глубина реакции (Зо) — (3) > (Е-З). [c.562]

Гидрофобное взаимодействие фермент — субстрат. Для экспериментальной проверки соотношения (2.19) целесообразно использовать, например, гомологический ряд субстратов, содержащих набор модифицированных групп К это позволит варьировать свободную энергию взаимодействия Е-Н. В качестве примера рассмотрим реакцию гидролиза н-алкил-Р-О-галактопиранозидов типа [c.43]

Попытка обобщить данный материал сделана в настоящей книге, которая представляет собой логическое продолжение первой части, опубликованной ранее отдельным томом и посвященной анализу специфичности и кинетических аспектов действия ферментов на относительно простые субстраты, такие как алифатические и ароматические спирты и альдегиды, производные карбоновых кислот, замещенные аминокислоты и их производные (не выше ди- или три-пептидов). Главное внимание в первой части книги уделялось характеру фермент-субстрат ных взаимодействий на достаточно ограниченных участках активного центра и кинетическим проявлениям этих взаимодействий. В основе первой части книги лежит экспериментальный материал, полученный при изучении специфичности, кинетики и механизмов действия цинк- и кобальткарбоксипеп-тидазы, химотрипсина и трипсина из поджелудочной железы быка, алкогольде-гидрогепаз нз печени человека и лошади и пенициллинамидазы бактериального происхождения. Итогом первой части книги явились обобщение и формулировка кинетико-термодинамических принципов субстратной специфичности ферментативного катализа. [c.4]

Электростатическое взаимодействие фермент — субстрат. Боковые группы Н субстратной молекулы могут взаимодействовать с белком Е электростатически (при наличии противоположно заряженных групп в реагирующих частицах). Электростатическая стабилизация переход- [c.45]

Если общая начальная концентрация фермента равна (Ео) (Е) -(З-Е) и если предположить, что концентрация комплекса (З-Е) достигает некоторого стационарного значения, то стационарная концентрация комплекса фермент — субстрат будет равна [c.562]

Электростатическое взаимодействие фермент-субстрат играет положительную роль также и в катализе карбоксипептидазой А, которая специфически отщепляет аминокислоты от С-конца пептидов и полипептидных цепей белков. Заряженная карбоксильная группа концевого аминокислотного остатка при образовании комплекса Михаэлиса электростатически взаимодействует с положительно заряженной гуанидиновой группой Arg-145 (см. схему на стр. 19 и рис. 7). Метилирование концевой карбоксильной группы, которое элиминирует электростатическое взаимодействие фермент—субстрат, практически полностью тормозит катализ карбоксипептидазой А [17]. [c.46]

Кинетические параметры гидролиза бензилпенициллина до 6-аминопенициллановой кислоты (6-АПК) под действием иммобилизованной пенициллинамидазы при 40° С равны йкат=15 сек- , Ят(каж)=3,1 10- м. Константа инактивации пенициллинамидазы в условиях проведения реакции равна 10 сек , причем связывание с ферментом субстрата или продуктов реакции не влияет на скорость инактивации фермента. Рассчитать, какое количество 6-АПК (мол. вес 217) можно получить с помощью иммобилизованной пенициллинамидазы в периодически действующем реакторе объемом 100 л (начальная концентрация активного фермента равна 3-10 М, начальная концентрация субстрата равна 1,0 М), если степень конверсии субстрата в каждом реакционном цикле должна составлять 99%. В расчетах учесть, что константа конкурентного ингибирования пенициллинамидазы вторым продуктом реакции, фенилуксусной кислотой, равна 2,8-10 М. [c.176]

Что касается природы сорбционного взаимодействия фермент — субстрат, то следует подчеркнуть, что с точки зрения термодинамики образование водородной связи (как это предполагает модель Хендерсона, см. рис. 32) представляется вполне разумным, поскольку энтальпия ее в аполярной среде достаточно велика —(4—6) ккал/моль, т. е. —(16,8—25,2) кДж/моль) [59, 72], чтобы компенсировать необходимые для реакции потери энтропии при внутримолекулярном замораживании в ацилферменте вращательного движения субстратного остатка. [c.138]

X([S]+AS) и А-( +,)([Е]+Д[Е])([Р]+А[Р]), где [Е], [S] и [Р] -равновесные концентрации фермента, субстрата и продукта при исходном равновесии А[Е], A[S] и А[Р] —переменные (зависящие от времени) концентрации реагентов при переходе системы к новому равновесию. Если сдвиг равновесия достаточно велик, то уравнения, описывающие поведение ферментативной системы, являются сложными, включая произведения переменных концентраций фермента и субстрата и опять приводя к нелинейной системе уравнений типа (9.2). Но при небольшом смещении равновесия эти произведения становятся пренебрежимо малыми, и члены второго порядка системы уравнений (9.2) приобретают вид [c.189]

Такое состояние реакционной системы действительно возможно, поскольку из уравнения (5.3) следует, что существует набор концентраций фермента, субстрата и промежуточного соединения X, при котором выполняется условие (5.6). В этом стационарном состоянии концентрации субстрата, фермента и промежуточного соединения взаимосвязаны соотношением [c.172]

При использовании принципа стационарности для практических целей правую сторону уравнения (5.3) приравнивают к нулю и тем самым система уравнений (5.3)—(5.5) существенно упрощается, поскольку становится системой из трех алгебраических уравнений с тремя неизвестными [Е], [S] и [X]. Решение этой системы уравнений позволяет определить стационарные концентрации свободного фермента, субстрата и промежуточного соединения и при последующем использовании уравнения (5.2) найти значение наблюдаемой на опыте стационарной скорости реакции как функции исходных концентраций фермента, субстрата и констант скоростей элементарных стадий. [c.172]

Неконкурентная активация (а = 1, Р > 1). В случае неконкурентной активации субстрат и активатор связываются независимо с активным центром, образуя тройной комплекс (фермент — субстрат — активатор), что приводит к увеличению скорости образования продукта. При этом начальная [c.221]

Для каждого из п промежуточных соединений, а также для фермента, субстрата и продукта можно на основе законов химической кинетики записать дифференциальное уравнение, описывающее изменение концентрации вещества во времени. С учетом материального баланса по ферменту и субстрату, полное изменение концентраций всех веществ во времени будет представлено системой (п+1) дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами и двух алгебраических уравнений [c.187]

Многие ферментативные системы ведут себя так, как показано на рис. 25.7. Это убедительно свидетельствует о том, что механизм действия ферментов включает образование комплекса фермент—субстрат. [c.453]

Для объяснения этих фактов активный центр химотрипсина представляют обычно (в развитие идей школы Нимэнна [55, 64]) состоящим из участков, комплементарных по отношению к отдельным фрагментам молекулы специфического субстрата [7, 59, 65]. Движущая сила сорбции фрагмента К на ферменте — это гидрофобное взаимодействие. Фактически образование комплекса фермент — субстрат обусловлено тем, что боковая гидрофобная субстратная группа подвергается термодинамически выгодной экстракции из воды в органическую среду белка (см. 4—6 этой главы). Молекулярная модель активного центра была предложена Блоу с сотр. [66] на основании результатов рентгеноструктурного анализа кристаллического химотрипсина (см. рис. 9). Размеры гидрофобной полости в районе активного центра составляют (10—12) х(5,5—6,5)Х(3,5—4) А. Эти размеры достаточны, чтобы вместить боковую цепь триптофана или тирозина, но вместе с тем форма полости делает возможной только лишь одну, строго определенную ориентацию плоскости ароматического кольца. [c.134]

Таблица 9 Значения эффективных констаит скоростей первого порядка вытеснения профлавина из комплекса фермент-краситель при ацилировании фермента субстратом.

Значения эффективных констант скоростей вытеснения профлавина из комплекса фермент-профлавин при ацилировании фермента субстратом. Условия опыта pH 5,0 24,5° С [c.199]

Символом Е8 обозначена частица, в которой субстрат каким-то образом связан с ферментом. Затем такой комплекс фермент—субстрат реагирует с образованием продукта (Р) и свободного активного центра Е [c.452]

Рис. 25.8. Модель ключа и замка , объясняющая образование комплекса фермент-субстрат.

Чрезвычайно высокая чувствительность флуоресцентного метода позволяет применять его для изучения свойств самих ферментов и их. комплексов с субстрато м и кофермбнтом. При змерении, например, констант диссоциации и констант Михаэлиса для комплексов фермент — субстрат или фермент — кофермент спектрофото-метрйя и другие методы оказываются часто недостаточно чувствительными. Когда субстрат флуоресцирует, можно определять кои-станты Михаэлиса на несколько порядков меньше, чем спектрофотометрическим методом. [c.84]

Фермент инвертаза катализирует превращение дисахарида сахарозы в инвертированный сахар. Когда концентрация инверта-зы равна 3 10 " моль/л и концентрация сахарозы 0,01 моль/л, инвертированный сахар образуется со скоростью 2-10 моль-л с . При удвоении концентрации сахара скорость образования инвертированного сахара также удваивается. Основываясь на известных вам представлениях о модели взаимодействия фермент—субстрат, оцените, насколько велика доля фермента, связанного в комплекс. Поясните свой ответ. Добавление другого сахара инозита замедляет образование инвертированного сахара. Предложите механизм этого явления, [c.470]

Фермент Субстрат С pH KJy . моль/л к,, с-1 Е,. кДж/моль [c.244]

Существование комплекса фермент — субстрат было обнаружено Стерном [103], который показал, что коричневый цвет раствора каталазы меняется на красный при добавлении С2Н5ООН. Применяя спектрофотометрическую методику для непосредственного наблюдения за комплексом, удалось изучить очень быструю реакцию образования комплекса между Н2О2 и каталазоп , а также последующую быструю бимолекулярную стадию [c.563]

В большинстве исследованных случаев каталитическое действие ферментов связано с образованием промежуточного комплекса (рермент — субстрат, который далее превращается в продукт реакции либо мономолекулярно, либо при участии молекулы другого субстрата. В случае мономолекулярного превращения комплекса фермент — субстрат схему процесса, катализированного ферментом, можно записать так [c.257]

У флуоресцирующих групп, находящихся внутри белковой молекулы или соединенных с белком в виде комплексов фермент— кофермент или фермент — субстрат, также обнаруживается поляризация флуоресценциц. Степень поляризации флуоресценции таких комплексов и влияние на нее различных факторов дают информацию о механизме действия фермента. Все это представляет ценность для анализа не только собственно ферментов, но и вообще всех белков. [c.85]

Наиболее полно и совершенно все перечисленные факторы, обеспечивающие воздействие катализатора на субстраты, используются в биологических катализаторах — ферментах. В настоящее время в ре- ультате успен]пого развития рентгеноструктурного анализа белков установлена просгранственпая структура пееколькпх ферментов и из-веста детальная структура комплекса фермент — субстрат. В качестве примера па рис. 72 приведена схема взаимодействия фермента кар-боксипептидазы с субстратом. [c.260]

Образование водородной связи фермент — субстрат (пунктир) стабилизирует переходное состояние нуклеофильной атаки, что приводит к ускорению реакции (табл. 7). Соединения I, III и IV (не содержащие а-ациламидного фрагмента) лишь слабо отличаются по относительной реакционной способности их на активном центре фермента (см. примечание к табл. 7). В то же время наличие донора водородной связи в молекуле субстрата (а-ациламидный фрагмент) приводит к ускорению реакции на один (соединения П1 hV) или на два (соединения и II) десятичных порядка. Интересно отметить, что в случае субстратов VI и VII с жесткой (циклической) структурой наблюдаемое ускорение (110 раз) значительно превосходит эффект (16 раз), свойственный соединениям III и V с незакрепленной структурой. Можно полагать, что в последнем случае образование водородной связи фермент — субстрат накладывает более существенные энтропийные ограничения на подвижность (внутренние вращательные степени свободны) субстратной молекулы. Это и должно уменьшить (как уже было сказано) суммарный вклад комплексообразование E-R в ускорение реакции. [c.47]

Из зависимости стационарной скорости реакции от концентраций фермента, субстрата и продукта могут быть найдены лишь, 4 параметра ккат (5), ккзт(Р), К(5), К Р) — сложные функции элементарных констант. Видно, что при п > 1 определение всех элементарных констант скорости из данных по стационарной кинетике невозможно. [c.174]

Простые ферментативные реакции. Превращение субстрата 5 под действием фермента Е протекает через предварительное образование фермент-субстратного комплекса Е5. В ферментативном атализе приняты следующие обозначения V — скорость ферментативной реакции V — значение V в условиях насыщения фермента субстратом Кконстанта Михаэлиса, равная концентрации субстрата. при которой V Ks — субстратная константа, константа равновесия (диссоциации) реакции Е + 5 = Е5 —константы скорости прямой и обратной реакции п-й стадии ферментативной реакции [Е], [5], [Р], [I], [А]—концентрация фермента субстрата, продукта, ингибитора и активатора, соответственно. Простейшая схема ферментативной реакакции [c.189]

Если равновесие на первой стадии реакции устанавливается много быстрее последующих химических процессов (этот случай довольно часто реализуется на практике), концентрация промежуточного соединения Xj определяется лишь концентрацией свободного фермента, субстрата и величиной константы равновесия. Рассмотрим этот механизм в условиях, когда [S]o fEJfl, и на небольшой глубине превращения субстрата, т. е. при условии (5.90) тогда кинетику процесса описывает следующая система уравнений [c.191]

Если в препарате фермента содержйтся примесь конкурентного ингибитора, то схему ферментативной реакции при равновесных условиях образования комплексов фермент — субстрат и фермент — ингибитор следует записать в виде [c.241]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология