Амилаза реакции

Свойство избирательности наиболее резко проявляется у ферментов каждый фермент проводит лишь одну определенную реакцию, являясь строго специфичным по отношению к веществу, или, образно говоря,—по Э. Фишеру— ...фермент так же относится к субстрату, как ключ к замку . Известно, например, что а-амилаза действует на центральные цепи крахмала, гидролизуя декстрины, в то время как -амилаза гидролизует лишь боковые цепи крахмальных молекул, отрывая от них молекулы мальтозы. Протеолитические ферменты—пепсин, трипсин и эрепсин—ведут специфические процессы гидролиза белков. Инвертин гидролизует лишь а-, а эмуль-спн—лишь р-глюкозидные связи и т. д. [c.27]

Рис. 96. Кинетика гидролиза о-нитрофенил-а-мальтозида, катализируемого а-амилазой, в начальный период реакции

Названия ферментов производят от названии субстратов, на которые они действуют. Для обозначения ферментной природы служит окончание -аза (эстеразы, амилаза, пептидаза и т. д.). По тем химическим реакциям, которые они катализируют, энзимы делятся на различные группы. [c.910]

Однако, на наш взгляд, можно выдвинуть альтернативу множественной атаке и в этом случае. Если величина константы Михаэлиса для гидролиза линейного декстрина Ое под действием а-амилазы ниже, чем под действием р-амилазы, то при постепенном образовании Оа в результате гидролиза циклодекстрина а-амилаза будет связываться с ним в большей степени, чем р-амилаза, и реакция частично пойдет по верхнему пути следующей схемы [c.82]

По реакции с иодом полисахариды условно разделяют на крахмалоподобные (синяя окраска) и гликогеноподобные (различная бурая окраска). По структуре полисахариды могут быть линейными (амилаза), разветвленными (амилопектин, гликоген), циклическими (декстрины Шар-дингера). По биологическому значению полисахариды делятся на конструктивные (целлюлоза, хитин и др.), энергетические или запасные (крахмал, гликоген, эремуран), физиологически активные (гепарин — антикоагулянт крови и регулятор липидного обмена, гиалуроновая кислота — регулятор проницаемости тканей и минерального обмена), иммунополисахариды (полисахариды крови, декстран, полисахариды пневмококков, крахмал и др. обладают антигенными свойствами). [c.30]

Как и следовало ожидать, скорость накопления Ог из Оа существенно превышала скорость накопления Об [17]. Аналогично, при регистрации продуктов Оз и О5 в ходе гидролиза того же исходного субстрата было найдено, что, хотя О5 накапливается в ходе реакции в более высокой концентрации, чем Ое (как и должно быть, поскольку реакционная способность О5 примерно в 2 раза ниже, чем Ое, см. табл. 3, 6), скорость его образования была меньше, чем второго продукта, О3. Отсюда был сделан вывод о наличии множественной атаки при действии а-амилазы, причем множественной атаке, по расчетам авторов работы [17], подвергаются 27% молекул субстрата, вступающих в реакцию. Ясно, что вывод основан на непроверенных (и, видимо, неверных) допущениях и не является корректным. Обнаруженное этими же авторами влияние pH на степень множественной атаки также можно объяснить несколько различающимися рН-зависимостями гидро- [c.91]

Гидролиз крахмала одним любым амилолитическим ферментом будет описываться кинетическим уравнением первого порядка. Установлено, что при гидролизе крахмала одновременно несколькими ферментами, например а- и р-амилазами солода, скорость реакции до 50%-ной конверсии подчиняется уравнению первого порядка, хотя величина константы не будет равна сумме констант реакций, вызываемых отдельными амилазами. Как правило, она существенно больше, что говорит о синергическом действии амилаз. [c.179]

Осахаривание крахмала, как и всякая химическая реакция, ускоряется при повышении температуры. Но поскольку в основе реакции лежит катализ, скорость ее зависит также и от состояния катализатора, в данном случае а.милаз, которые относятся к белковым телам, коагулирующим при высокой температуре. В коагулированном состоянии амилаза неактивна. Поэтому скорость реакции осахари/вания при повышении температуры возрастает лишь до известного предела, после которого амилаза начинает коагулировать и инактивируется. Когда инактивация достигнет заметных размеров, скорость реакции понижается при температуре полной инактивации амилазы реакция прекращается. [c.203]

Ферментов известно многие тысячи, а катализируют они тысячи тысяч реакций, идущих в живых клетках - при дыхании, обмене веществ, размножении... Чрезвычайно важно, что работают ферменты очень быстро. Чтобы расщепить К 1Кой-либо белок или углевод (крахмал, целлюлозу) на составные части, их нужно кипятить с крепкими растворами кислот или щелочей несколько часов. Ферменты пищеварительных соков - пепсин, протеиза, амилаза гидролизуют эти вещества з л несколько секунд при температуре 37 °С. [c.274]

Пример 10. Бейли и Уилан в работе [16] изучали закономерности гидролиза амилозы (степень полимеризации 49) и линейных мальтоолигосахаридов Ое и С под действием препаратов-р-амилазы нз соевых бобов и сладкого картофеля. В качестве основного методического приема было избрано определение спектров поглощения продуктов реакции (в ходе ферментативного гидролиза) после обработки их йодом. [c.90]

Гидролиз о-нитрофенил-а-мальтозида, катализируемый а-амилазой, изучали с помощью метода остановленной струи. В табл. 6 приведена зависимость концентрации образующегося в реакции о-нитрофенола от времени в начальный период реакции. Найти, двух- или трехстадийной схеме ферментативной реакции соответствуют данные табл. 6, если значения Кт(каж) и кат, определенные в стационарном режиме протекания реакция, равны [c.193]

Кинетика выделения о-нитрофенола в реакции гидролиза о-нитрофенил-а-мальтоэида, катализируемого а-амилазой, в начальный период времени. Условия опыта pH 5,3 17° С [c.194]

Так как каталитический участок активного центра р-амнлазы расположен между вторым и третьим сайтами, на что указывают данные но составу продуктов ферментативного гидролиза (почти исключительно мальтоза), то величины Лг и Лз не могут быть найдены с помощью онисанного метода картирования активного центра. Однако величину Л, можно найти при анализе состава продуктов гидролиза мальтотриозы под действием а-амилазы. Так, в работе [16] на примере гидролиза мальтотриозы, меченной по восстанавливающему концу, показали, что содержание радиоактивной глюкозы в продуктах реакции в 240 раз превыщает содержание радиоактивной мальтозы. Поскольку мальтотриоза может связываться с активным центром р-амилазы лишь двумя продуктивными способами (I и II, рис. 10), которые приводят соответственно к образованию меченых глюкозы и мальтозы как продуктов реакции, то можно заключить, что способ I — основной продуктивный способ связывания мальтотриозы. Далее, поскольку относительные количества образовавшихся меченых глюкозы и мальтозы соответствуют вероятности Р связывания субстрата в положениях I и II (рис. 10), что согласно рассматриваемой теории имеет прямое отношение к разнице в аффинностях соответствующих сайтов, то можно записать [c.55]

Поскольку в настоящее время нет возможности определять данный инкремент свободной энергии активации ферментативной реакции непосредственно из эксиеримеитальиых данных, Тома выдвинул еще одно допущение (к сожалению, опять довольно сильное и немотивированное), что данный инкремент является постоянным для каждого сайта [2, 5] или что гидролитический коэффициент, обусловленный специфичностью ферментативного катализа, неуклонно (монотонно в терминах свободной энергии и экспоненциально в терминах абсолютных констант скоростей) возрастает по мере заиолнения сайтов активного центра. Исходя из данного положения Тома [2] нашел, что при AGa = = 0,45 ккал/моль для сайтов 6 и 7 а-амилазы величины Ла = = —3,0 ккал/моль и 7 = 2,64 ккал/моль достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными по распределению продуктов ферментативного гидролиза мальтодекстринов. [c.69]

Видно, что априорное предположение о постоянной величине гидролитического коэффициента в реакциях деполимераз (Д0а = 0), на котором целиком базируется подход Хироми, явно не выполняется в случае а-амилазы (особенно для олигосахаридов со степенью полимеризации 4—7, см. табл. 21). Допущение о постоянном инкременте свободной тативиого гидролиза по мере ными остатками субстрата [c.71]

Удивительно, что подобггые реакции и оказались неучтенными, тем более что по данным самих же авторов линейные олигосахариды, образуемые прн раскрытии макрокольца циклоамилоз, являются лучшими субстратами а-амилазы, чем исходные циклоамилозы (табл. 25). Естественно, вторичная атака фермента на образующиеся продукты должна была внести существенный вклад в вычисленную степень множественной атаки . [c.81]

Пример 6. В недавней работе Хироми с сотр. [9] провели исследование множественной атаки с помощью флуоресцентного метода регистрации деструкции амилозы со средней степенью полимеризации 17 под действием панкреатической свиной а-амилазы. Авторы обнаружили, что при низких значениях pH (6,9 и ниже) короткие олигосахариды О], Ог образуются в больших количествах, чем при высоких pH (до 10,5) и, напротив, длинные олиго-сахарнды 64, 65 доминировали при pH 10,5 по сравнению с pH 6,9. Следовательно, в распределении продуктов реакции по степени полимеризации происходит изменение в зависимости от pH. [c.84]

Пример 7. Даже такие авторитеты в физико-химической энзимологии, как Тома и Аллен, допустили поверхностное обсуждение данных в отношении множественной атаки. В своей недавней работе [10] по кинетике гидролиза мальтодекстринов G3—Ою под действием а-амилазы из Asp. огугае они экспериментально определили распределение продуктов реакции по степени полимериза- [c.85]

Если исходные предположения авторов работы [16] верны, то-по мере перехода от одноцепоче шого к многоцепочечному механизму разница /.max—Яо должна изменяться от нуля до определенных положительных величин. В качестве полностью неупорядоченного действия принималась деструкция амилозы под действием фосфорилазы из картофеля, где разность Хтах—Хо была равна 44 нм. При гидролизе амилозы под действием р-амилазы эта разница при оптимальных условиях реакции оказалась равна 20 нм,, отсюда следует, что способ действия р-амилазы является промежуточным между одноцепочечным и многоцепочечным, т. е. соответствует механизму множественной атаки. [c.90]

При длительном хранении сырья в нем начинают преобладать процессы распада. Особенно сложен обмен углеводов в клубнях картофеля. Синтез и гидролиз крахмала в них осуществляются не амилазами, а фосфорилазами (гликозилтрансферазами), обладающими способностью переносить гликозил (остаток моносахарида, не содержащего гликозидного кислорода) на фосфорную кислоту с образованием глюкозо-1-фосфата. Реакция фосфоролиза обратима. Взаимные превращения углеводов протекают при участии нуклеотидов, в частности аденозин- и уридинфосфатов, и многочисленных [c.44]

Ясно, что эти данные могут быть интерпретированы более простым образом, а именно что способ действия фосфорилазы (априорно принятый в цитируемой работе [16] как канонический для неупорядоченного действия фермента) несколько отличается от способа действия р-амилазы, что приводит к различному распределению продуктов деструкции полимерного субстрата по молекулярным массам (степени полимеризации). Как неоднократно указывалос . выше, это наиболее характерный признак действия деполимераз, и в рамках кинетики и субстратной специфичности действия ферментов он обусловлен различной зависимостью кинетических параметров ферментативной реакции от степени полимеризации (длины цепи) олигосахаридов. С точки зрения термодинамики действия деполимераз этот характерный признак объясняется различным числом сайтов в активном центре фермента, различным их сродством к мономерным остаткам субстрата и положением каталитического участка в активном центре. Как видно, и в этом случае введение гипотезы о множественной атаке было излишним и преждевременным, так как экспериментальные данные, полученные авторами работы [16], не были подвергнуты тщательному анализу. [c.91]

Пример 12. В работе Хироми с сотр. [18] изучали кинетику гидролиза амилозы (средняя степень полимеризации 17) под дей ствием Така-амилазы Л, а-амилазы бактериального происхождения и глюкоамилазы из Rhizopus niveus. При этом они регистрировали концентрацию глюкозы, а также промежуточных продуктов реакции со степенью полимеризации 2—7 и сопоставляли экспериментальные результаты с расчетными. Расчетные данные базировались иа соответствующих картах активного центра, полученных авторами в предыдущих работах, и на разработанной ими кинетической модель действия деполимераз (см. уравне -ния 54—61) с учетом или без учета эффективности множественной атаки. [c.92]

Для действия Така-амилазы А было найдено, что без учета множественной атаки теоретическая модель достаточно хорошо описывает экспериментальные данные, за исключением кинетической кривой образования глюкозы, которая в эксперименте образуется в более высоких концентрациях и на более ранних стадиях гидролиза (например, в концентрации М на глубине 6% вместо расчетной глубины 27%). При действии бактериальной а-амилазы экспериментальные кривые не совпадают с расчетными для образования мальтозы и мальтотриозы, причем в эксперименте мальтотриоза образуется в наибольщих количествах по сравнению с другими сахарами, в то время как по расчетным данным олигосахарид G3 должен следовать за Ge, G2 и G5. Наконец, при действии глюкоамилазы на амилозу отклонения расчетных кинетических кривых от экспериментальных наблюдаются для всех промежуточных олигосахаридов (со степенью полимеризации 2—7), особенно в начальный период реакции. Если расчеты показывают, что промежуточные олигосахариды со степенью полимеризации 2—7 должны появляться в реакционной системе в заметной степени лишь после заметной степени конверсии исходногсу субстрата (мальтоза — после 50% конверсии, мальтотриоза — 40%, мальтогексаоза — 25% и т. д.), то на практике эти промежуточные продукты появляются почти сразу же после начала реакции (мальтоза — при степени конверсии около 10%). [c.92]

Уравнения типа (116) были применены в работе [7] для моделирования совместного и гюследовательного действия Така-амилазы А и глюкоамилазы на амилозу со средней степенью полимеризации 17, и было получено вполне удовлетворительное совпадение экспериментальных и расчетных кинетических кривых. Здесь следует отметить, что в расчетную модель не вводились какие-либо представления о множественной атаке в реакциях, катализируемых амилазами. [c.123]

Амилолитическую способность (АС), отражающую в со.1оде совместное действие и р-амилаз, в ферментных препаратах только З определяют по исчезновению цветной реакции крахмала и высокомолек. ярных декстринов с йодом. 1 м. е. АС обозначает, что 1 г натурального солода, i воздушно-сухой поверхностной микробной культуры или 1 мл ГЛУОИННОН RU т ры при температуре 30 С в течение 1 ч катализирует гидролнз 1 г крахмала д о с-цветных декстринов. [c.122]

Наиболее вероятный механизм действия а-амилазы — двойное замещение, сущность которого заключается в разрыве глюкозидной связи в результате про-тоиврования кислородного мостика МН-группой имидазола. В образующемся при этом фермеит-субстратном комплексе субстрат связан ковалентной связью с карбоксильной группой фермента. На этой стадии реакции происходит первое Валь-девовское обращение. На второй стадии, когда комплекс гидролизуется, происходит второе Вальденовское обращение и, таким образом, сохраняется а-аномерная конфигурация продукта реакции (Д. М. Беленький). [c.174]

Наиболее эффективный способ увеличения количества активных молекул — снижение энергии активации, достигаемое применением катализаторов, в чем и состоит сущность катализа. Неорганические катализаторы снижают энергию активации на 16—30 кДж- моль- , биологические —на 68—75 кДж-моль-. При гидролизе а-1,4-глюкозйдной связи в амилозе в пересчете на одинаковые с минеральными катализаторами концентрации катализаторов скорость реакции под действием, например, а-амилазы будет на 9—12 порядков выше. [c.178]

Исключительная эффективность действия амилаз объясняется уникальным механизмом, включающим комбинацию общего кислотного катализа имидазолом с основным катализом или образованием ковалентной связи с карбоксильной группой. Эффективности действия способствует искривление пиранозного кольца углевода при сорбции на ферменте в конфигурацию полукреола, чем снижается энергетический барьер реакции и обеспечивается совместное действие функциональных групп фермента и атака водой (Д. М. Беленький). [c.178]

По характеру действия ферменты обладают строгой специфичностью, которая обусловлена структурным соответствием между молекулами субстрата ш фермента. Каждый из них катализирует определенную химическую реакцию. На течение последних влияют условия среды (температура, pH, наличие химических соединений, облучение) и присутствие других ферментов [26]. Под действием факторов среды могут синтезироваться и новые ферменты. Их называют адаптивными, так как они позволяют микроорганизмам приспосабливаться к новым условиям. Ферменты, которые участвуют во внутриклеточных процессах,, называют эндоферментами, а ферменты, выделяемые микроорганизмами в окружающую среду, — экзоферментами. Последние могут являться биоцидами для других микроорганизмов или стимулировать процессы коррозии и биоповреждений материалов техники и сооружений. Каталитическая активность ферментов во много раз превышает неорганические катализаторы. Например, 1 мг железа, входящего в состав фермента каталазы, эквивалентен каталитическому действию 10 т железа в составе неорганического соединения прн разложении перекиси водорода, а 1 г амилазы может превратить 1 т крахмала в сахар при соответствующих условиях. [c.14]

За единицу активности а-амилазы принимается такое количество фермента, под де11ствием которого в принятых условиях pH и температуры за 1 ч проходит гидролиз до декстринов 1 г крахмала (что составляет 30% от введенного в реакцию). [c.298]

Проведение испытания. Ферментативная реакция гид-)олиза крахмала проводится в строго определенных стандартных ус-ювиях температура 30° С, pH среды 4,8—4,9 для солодовых амилаз с использованием фосфатного буфера), продолжительность 10 мин, онцентрация субстрата 1%, объем реакционной смеси 15 мл (10 мл убстрата и 5 мл ферментного раствора). [c.299]

Широко распространенные а-амилазы [21, 22] являются энйоглико-зидами, гидролизующими полисахаридные цепи крахмала путем атак в случайных точках, расположенных далеко от концов полисахаридной цепи, с образованием коротких полисахаридных цепей (декстринов) и простых сахаров. Реакция протекает с сохранением конфигурации, причем образующиеся восстанавливающие группы находятся в а-ано-мерных формах. а-Амилазы обнаружены как у растений, так и у животных. Например, один высокоактивный фермент этого класса найдеи в слюне человека ), а другой вырабатывается поджелудочной железой. По-видимому, всем а-амилазам совершенно необходимы хлорид-ноны, действующие как активаторы. Однако, какова их роль в механизме действия фермента, до сих пор не ясно. [c.101]