Инактивация ферментов тепловая

Температура, при которой наблюдается наиболее интенсивное действие фермента, называется оптимальной. Сю в зоне оптимальных температур равен 1. Температурный оптимум большинства растительных ферментов 40—60°, а большинства животных ферментов 40—50°. При более высоких температурах активность ферментов резко понижается, и почти все они необратимо разрушаются при 70—80°. Тепловая инактивация ферментов происходит вследствие денатурации белка при высокой температуре. Это свойство ферментов также отличает их от неорганических катализаторов. Лишь очень немногие ферменты способны в определенных условиях выдерживать нагревание до 100° с сохранением активности. [c.45]

Способ иммобилизации ферментов путем включения в полимерный гель отличается простотой применяемых методик, позволяет создавать иммобилизованные препараты любой геометрической конфигурации (сферические частицы, пленки и т. п.), обеспечивая при этом равномерное распределение биокатализатора в объеме носителя. Многие полимерные гели обладают высокой химической, механической и тепловой стойкостью, что дает возможность многократного использования иммобилизованных препаратов на их основе. Метод универсален, поскольку применим для иммобилизации практически любых ферментов, а также полиферментных систем, клеточных фрагментов и даже клеток. Важное преимущество метода состоит в том, что во многих случаях иммобилизация в геле приводит к значительной стабилизации ферментов. Наконец, фермент, включенный в гель, надежно защищен от инактивации вследствие бактериального заражения, поскольку крупные клетки бактерий не могут проникнуть в мелкопористую полимерную матрицу. [c.67]

Процесс, приводящий к инактивации фермента, может. иметь различную физико-химическую природу. Наиболее общим и наиболее часто наблюдаемым эффектом является тепловая денатурация белка, представляющая собой существенную перестройку макромолекулы, изменение третичной и частично вторичной структуры. [c.95]

Интерес к использованию излучения высокой энергии для стерилизации мяса или других богатых белками пищевых продуктов стимулировал исследование действия -излучения и электронов высокой энергии как на чистые белки, так и на мясные продукты. В отличие от тепловой стерилизации, при лучевой стерилизации для уничтожения бактерий не требуется нагревать продукты питания до высокой температуры. Протеолитические ферменты могут оставаться активным после облучения дозами, достаточ ыми для обеспечения полной стерилизации [65]. Этот эффект противоположен тепловой стерилизации, где инактивация ферментов происходит раньше, чем уничтожение микроорганизмов. [c.226]

В работе [163] исследовалась тепловая инактивация трипсина при разных температурах (37—50° С). Для изучения влияния углеводородов на тепловую инактивацию трипсина растворы фермента предварительно насыщались углеводородами при 4° С. Чтобы обеспечить максимальную концентрацию углеводорода в водном растворе трипсина при каждой температуре растворы выдерживались под слоем углеводорода. [c.32]

На скорость ферментативной реакции существенное влияние оказывают различные факторы, в пер ую очередь температура, при которой протекает реакция. Скорость ферментативных реакций возрастает до тех пор, пока температура не достигнет 40—60 °С. При дальнейшем ее повышении активность ферментов резко понижается и при температуре около 70—80 °С ферменты, как правило, необратимо разрушаются. Тепловая инактивация ферментов происходит вследствие денатурации белка при высокой температуре. Лишь очень немногие ферменты способны в определенных условиях выдерживать нагревание до 100 °С, сохраняя активность. [c.11]

Ферментативные реакции характеризуются также наличием колоколообразной зависимости скорости реакции от температуры в достаточно широком температурном интервале (что приводит к температурному оптимуму реакции). Эта особенность влияния температуры на кинетику ферментативных реакций объясняется наложением двух эффектов — возрастанием скорости реакции при увеличении температуры и ускорением тепловой денатурации белковой молекулы, приводящей к инактивации фермента при высоких температурах. Ясно, что при достаточно корректной постановке эксперимента оба эти явления можно изучать раздельно (см., например, 9 этой главы). [c.266]

Проблема тепловой инактивации ферментов имеет самостоятельное значение в связи с ролью третичной и вторичной структур белков в каталитическом их действии. [c.126]

Получение растений-регенерантов, устойчивых к абиотическим и биотическим стрессовым факторам методами клеточной инженерии. Засуха. Недостаток воды в почве наносит значительно больший урон растениеводству, чем все остальные стрессовые факторы, вместе взятые. Засуха приводит к возникновению водного дефицита в почве и соответственно в растениях, вызывая у них водный стресс. Хотя термин засуха относится главным образом к почвенному водному стрессу, он включает также воздействие жары на растения. Стресс, вызванный водным дефицитом, может быть первичным в случае засухи, а также вторичным при низкотемпературном, тепловом или солевом стрессах. Стресс, вызванный засухой, ведет к прямым или непрямым повреждениям растений, которые обусловлены инактивацией ферментов, нарушением биохимических путей, накоплением токсических веществ, утечкой ионов, дефицитом питания и другими причинами. [c.144]

Ацетилхолин и ионы тетраалкиламмония, как было показано выше, образуя комплексы с холинэстеразами, вызывают существенное уменьшение энтропии. Если это связано с созданием более стабильной конформации белковой молекулы, то можно ожидать защитный эффект соединений этого типа против тепловой инактивации. Эксперименты подтверждают такое предположение. На рис. 53 и 54 показано защитное действие тетраметиламмония (ТМА) и тетраэтиламмония (ТЭА) при тепловой инактивации ацетилхолинэстеразы эритроцитов (рис. 53) и холинэстеразы сыворотки крови (рис. 54) (очищенные препараты ферментов). Тепловая инактивация проводилась при pH 7,5 в течение 20 мин. в отсутствие ионов тетраалкиламмония, а также в их присутствии в разных концентрациях (показаны на оси абсцисс). Для выяснения специфичности действия аналогичные опыты проводились с КВг (в тех же концентрациях). Температура инактивации ацетилхолинэстеразы 51, холинэстеразы— 58° С. Замечено, что ацетилхолинэстераза менее термоустойчива, чем холинэстераза 50%-ная инактивация достигается соответственно при 49 и 56,5° С. [c.192]

Наконец, при денатурации происходит утрата белками биологической активности. Воздействие денатурирующих агентов приводит к инактивации ферментов, гормонов и вирусов. Эта потеря специфических биологических свойств считается важным критерием денатурации. Однако имеется и ряд исключений. Например, активность инсулина сохраняется при денатурации мочевиной, в растворах которой сохраняют свою активность также трипсин, папаин и пепсин рибонуклеаза и лизоцим обладают тепловой устойчивостью, и их активность слабо изменяется при кипячении в разбавленной кислоте. Наряду с потерей ферментативной активности наблюдается и изменение иммунологических свойств. Как известно, иммунологическая активность белков характеризуется двумя показателями — антигенностью, т. е. способностью возбуждать образование антител, и специфичностью. Исследование этих показателей привело к выводу, что при денатурации ряда белков происходит понижение антигенности, но сохраняется иммунологическая специфичность. [c.191]

Ступенчатый характер тепловой денатурации лизоцима был также обнаружен в работе [72] при изучении оптической плотности растворов лизоцима в процессе его нагревания от 20 до 90° С наиболее выраженные изменения оптической плотности наблюдались около 50° и при 75—77° С [72, 73], что в целом согласуется с данными по ультразвуковой инактивации лизоцима (см. рис. 19). Тот факт, что в интервале температур 60—75° С наблюдается резкое уменьшение а-спиральности лизоцима (от 31 до 15%), также согласуется с наличием конформационного перехода лизоцима при 7ГС, обнаруженного с помощью ультразвуковой инактивации (см. рис. 19). Об этом же свидетельствуют и данные по изучению лизоцима, полученные методом дисперсии оптического вращения )[74, 75], по которым структурный переход фермента в нейтральной области pH происходит в температурном интервале 75—80° С. [c.162]

Существование температурных пределов, вне которых нормального созревания не происходит, вряд ли может вызывать удивление, если мы вспомним, что реакции, протекающие при созревании, катализируются ферментами. Ферменты, как известно, имеют температурный оптимум, который отражает равновесие между тепловой активацией, необходимой для химической реакции, и тепловой инактивацией фермента в результате денатурации. Температурные оптимумы, характерные для каждого фермента, изменяются в зависимости от времени, в течение которого фермент находится при данной температуре, а также от некоторых других условий, например от pH. В столь сложной системе, как плод, содержащей много ферментов, активность различных ферментов и скорости катализируемых ими реакций при изменении температуры должны изменяться по-раз-пому. Повренедение под действием высокой или низкой температуры может быть вызвано, например, накоплением вещества, обычно вовлекаемого в дальнейший обмен причиной же этого накопления может быть изменение активности фермента (или ферментов), катализирующего в нормальных условиях превращение данного [c.496]

Температурная зависимость скоростей ферментативных реакций в отличие от простых гомогенных каталитических процессов характеризуется появлением температурного оптимума, вызванного тепловой денатурацией фермента. Опыты с предварительным выдерживанием ферментов при разных температурах позволяют выбрать такие условия определения температурных коэффициентов начальных скоростей, при которых не происходит заметного образования неактивных форм фермента. В этих условиях всегда наблюдается рост начальной скорости и величины V при возрастании температуры. Температурный оптимум — возрастание, а затем уменьшение скорости при увеличении температуры объясняется инактивацией фермента при высоких температурах, т. е. уменьшением доли реально работающих глобул фермента. Это подтверждается как зависимостью скорости реакции при температурах выше оптимальной от времени пребывания фермента при этой температуре, так и всеми косвенными данными, позволяющими судить о денатурации белка. [c.81]

Таким образом, константа скорости инактивации А / = к , является характеристикой состояния биополимера. Если происходят какие-либо структурные изменения полимера, то они могут проявиться в константе скорости перехода Е в /. Процесс, приводящий к инактивации фермента, может иметь различную физико-химическую природу. Наиболее общим и наиболее часто наблюдаемым эффектом является тепловая денатурация белка, представляющая собой существенную перестройку макромолекулы, изменение третичной и частично вторичной структуры. [c.231]

В две пробирки наливают по 3 мл взвеси дрожжей одну из них ставят на 10 мин. в кипя1цую водяную баню (для тепловой инактивации фермента) и потом охлаждают под краном, вторую не нагревают. В обе пробирки добавляют по 3 мл раствора сахарозы и оставляют на [c.211]

Для изучения механизма действия ферментов большое значение имеет исследование влияния температуры на скорость реакции при отсутствии тепловой инактивации. Это влияние, разумеется, по существу не отличается от влияния температуры на любые другие химические реакции и, следовательно, подход к количественной характеристике этого явления основывается на классических принципах термодинамики и кинетики. Однако использование таких принципов применительно к ферментативным реакциям оказывается гораздо более сложной задачей, вследствие сложности механизмов ферментативных реакций. [c.126]

Впервые русскими учеными К. М. Кульпсоном и М. И. Граменицким было установлено, что тепловая инактивация некоторых ферментов (пероксидаза и амилаза) является при определенных условиях в известной степени обратимым процессом. [c.117]

Сульфитоксидаза из бычьей печени имеет молекулярный вес 115 ООО и состоит из двух субъединиц молекулярным весом 55 ООО каждая. Удивительное сходство УФ-спектров поглощения восстановленного фермента и восстановленного цитохрома, параллельное обогащение гемом, рост сульфитоксидазной активности в процессе очистки фермента и идентичная миграция гема и ферментативной активности в процессе электрофореза позволяют идентифицировать гем как простетическую группу сульфитоксидазы [108]. Функциональная конгруентность гема и ферментативной активности подтверждается также корреляцией между исчезновением ферментативной активности и утратой гема, восстанавливаемого сульфитом, при тепловой инактивации сульфитоксидазы. Аналитические данные указывают на наличие двух гемовых групп в молекуле сульфитоксидазы. Один из гемов восстанавливается сульфитом с высокой скоростью, а другой существенно медленнее. Интересно, что гем оказывается полностью восстановленным, когда в роли акцептора выступает цитохром с. Было высказано предположение, что одноэлектронные акцепторы взаимодействуют с сульфитоксидазой по центру, предшествующему ге-му. Кроме того, полагали, что перенос электронов от некоторого центра фермента на одноэлектронный акцептор, например на феррицианид, должен идти медленнее, чем перенос электрона от сульфита на этот центр, поскольку стадия, замедление которой тормозит [c.298]

Способ ускоренной тепловой ферментации предложен Ф. С. Танасиенко, К. Г. Персидской, А. П. Чипигой. Сущность способа заключается в погружении цветков розы в солевой раствор или воду, подогретые до 50 °С, и выдержке в течение 2 ч. Температура массы 43—45 °С. Преимуществом способа является сокращение периода ферментации. Температура жидкости не должна превышать 50 °С, повышение ее до 55 °С способствует инактивации ферментов и понижает выход 178,- [c.178]

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]

Позже опыты по тепловой инактивации термолизина были проведены в других условиях фермент в 50 мМ трис-буфере, pH. 7, содержащем 10 мМ СаС1г инкубировали при 80°С в течение 1 ч. Активность измеряли при 45°С. Хотя максимальные скорости реакции у исходного и прогретого фермента были одинаковы, величина /<м после тепловой обработки значительно возрастала, что свидетельствует о возникновении в белке небольшого конформационного изменения. Отсутствие значительного кон-фор мационного изменения подтверждается тем, что внутренняя вязкость нативного и подвергнутого тепловой обработке фермента была практически одинаковой (Ohta, 1967). Термолизин, прогретый при 80°С в течение 1 ч был обозначен как модифицированный фермент . [c.299]

Поэтому величину лучевого воздействия выразим не дозой облучения, а степенью инактивации фермента. Пусть в результате аэроб]Юго облучения миозин инактивируется под лучом на 50%. Как показывают эксперименты, половина оставшейся активности принадлежит молекуламподверженным тепловому радиационному последействию [4]. Таким образо.м, с учетом последействия совсем не затронутыми облучением при этой дозе оказываются лишь 25% молекул. [c.143]

HO Tii к тепловой денатурации и к таким химическим агентам, как протеолитические ферменты. Потеря каталитической способности ферментов происходит при гораздо меньших дозах, чем это требуется для возникновения перечисленных выше физико-химических изменений. Инактивацию ферментов легко наблюдать по потере специфических каталитических свойств, и поэтому этим исследованиям уделяли большое внимание. Такая инактивация происходит с участием внутримолекулярного переноса энергии (см. разд. 4.4) и путем радикальных реакций. Оба эти процесса были изучены с помощью методов флешч олиза и импульсного радио-лиза. Кроме того реакции с участием радикалов можно использовать для исследования топографии белков, что было проверено в экспериментах с ферментом супероксиддисмутазой. [c.200]

Температурное последействие. В облученных белковых молекулах возникают скрытые повреждения, переходящие в явные при дополнительном тепловом воздействии, нaпpимq), возникающие внутримолекулярные повреждения приводят к инактивации фермента после обработки облученного препарата теплом. Тепловое воздействие эффективно и после аэробного облучения. [c.91]

Кривые термоинактивации [Воронова и др., 1981] имели сложную форму, и условно на кинетических кривых можно выделить два участка, соответствующие быстрой и медленной стадиям инактивации. В табл. 15 приведены величины константы скорости медленной стадии термоинактивации выделенного фермента. Сопоставление кинетических зависимостей скорости инактивации указывает на различия в термостабильности пероксидаз, выделенных из зараженных и контрольных растений (рис. 15, а, б). Термостабильность пероксидазы здоровых и вирозных (ВТМ) растений табака сорта Самсун 47/10 различалась не так резко, как для пероксидазы растений Ксанти (рис. 15, а). Константа скорости инактивации фермента из растений этого сорта как при 60°, так и при 72° была также несколько выше у зараженных растений, но ниже, чем у пораженных растений сорта Ксанти. Следовательно, как при системном (Ксанти + Хт или Ху), так и при некротическом (Самсун 47/10 + ВТМ) поражении вирусная инфекция приводит к понижению термоустойчивости фермента пероксидазы. Константа скорости тепловой инактивации пероксидазы контрольных растений оказалась одинаковой для исследуемых растений двух сортов табака (табл. 15). [c.78]

НО 50 и 30% своей первоначальной активности. У трех из указанных ферредоксинов в ходе их инкубации при 70°С наблюдалось снижение оптической плотности (А390). Это свидетельствует о том, что тепловая инактивация фермента может быть связана не с необратимой денатурацией белка, а просто с утратой молекулами фермента атомов железа и сульфид-ионов скорость уменьшения оптической плотности для ферредоксина из С. tartarivorum была ниже, чем для его аналогов из мезофилов. Следовательно, все ферредоксины, по-видимому, довольно термостабильны, а различия между ними обусловлены неодинаковым сродством к атомам железа и сульфид-ионам. [c.292]

Влияние температуры на активность ферментов. Согласно закону Ваит-Гоффа скорость химических реакций увеличивается примерно вдвараза при повышении температуры на (О С (коэффициент Q ,). Это прааило справедливо также и для ферментативных реакций, однако только а ограниченной области значений температуры. При повышении температуры свыше 40 — 50 происходит инактивация белкового катализатора из-за тепловой денатурации. Следовательно, ферментативные реакции отличаются от реакций, катализируемых соединениями небелковой природы, наличием температурного оптимума. Причиной быстрого падения активности является высокая величина коэффициента Qio для процесса тепловой денатурации белка. Следует отметить, что ферменты термофильных бактерий имеют весьма высокий температурный оптимум. [c.185]

Swoboda [17], исследуя апофермент глюкозооксидазы, отметил, что при отщеплении ФАД значительная часть апофермента (80%) имеет пониженную константу седиментации (равную 4,5 S против 8,0 S для нативного фермента), хотя молекулярный вес остается постоянным (153 000). При этом значительно изменяется стабильность белка к действию проназы и тепловой инактивации. Очевидно, при отщеплении ФАД происходят значительные изменения в структуре апофермента. При добавлении ФАД все эти изменения исчезают и полностью восстанавливается как исходная структура, так и активность фермента. Следует отметить, что частичное восстановление исходной структуры идет и тогда, когда вместо ФАД к апоферменту добавляется АДФ, хотя ферментативная активность при этом, конечно, не восстанавливается [28]. Это свидетельствует о важной роли адениловой части ФАД в образовании его комплексов с белками. Исследуя кинетику восстановления [c.160]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология