Субстратная константа, ее зависимость

Субстратная константа характеризует сродство субстрата к ферментам клетки, ответственным за транспорт субстрата через клеточную мембрану, и показывает, насколько полно субстрат может быть извлечен из среды. Она численно равна концентрации субстрата, при которой коэффициент скорости роста равен половине К.1- Это важная характеристика промышленных штаммов, так как она позволяет определить количество оставшегося недоиспользованным субстрата, зависящее от природы микроорганизма зависимость ее от условий культивирования мало изучена. [c.132]

Следовательно, построив зависимость aji от l/[So], можно определить константу диссоциации фермент-субстратного комплекса Ks- [c.86]

Специфичность функциональных мицелл, состоящих из нуклеофильного ПАВ, так же как и фермента, определяется гидрофобным взаимодействием между субстратной группой К и катализатором. Это следует из данных на рис. 29, где отложена зависимость относительных значений константы скорости второго порядка ацилирования того и другого катализатора от гидрофобности группы К в молекуле сложного эфира. В качестве показателя гидрофобности приняты значения парциальных коэффициентов распределения группы Я между водой и октанолом (см. раздел Экстракционная модель в гл. I, а также рис. 25). Из наблюдаемых в опыте линейных зависимостей следует, что для того и другого катализатора справедливо утверждение чем гидрофобнее субстрат, тем быстрее протекает химическая реакция. [c.120]

В таблице 7 приведена рН-зависимость каталитической константы скорости гидролиза беизилового эфира N-бензилокси-карбонил-Ь-лизина, катализируемого папаином [6]. Определить рК ионогенной группы фермент-субстратного комплекса, контролирующей скорость реакции. [c.229]

Следовательно, построив зависимость а/1 от 1/[5о], можно определить константу диссоциации фермент-субстратного комплекса Кв- [c.179]

Общая скорость ферментативной реакции должна быть пропорциональной концентрации фермент-субстратного комплекса ES (Е — энзим, S — субстрат) Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата графически представляется гиперболической кривой (рис 14) Км на рисунке представляет собой константу Михаэлиса—Ментен, то есть концентрацию [c.72]

Таким образом, максимальная скорость ферментативной реакции при избытке субстрата в случае диссоциации фермент-субстратного комплекса изменяется в зависимости от pH, и это изменение определяется соответствующими константами диссоциации Ка и Кь-В точке максимума зависимости V от [Н ] [c.110]

Как уже указывалось, наиболее просто по значению максимальной скорости ферментативной реакции может быть определена константа скорости превращения фермент-субстратного комплекса й+а в случае, если известна молярная концентрация фермента. По зависимости к+ч от температуры при помощи приведенных выше уравнений могут быть рассчитаны Е, АЯ , А5 и. [c.133]

Изучая зависимость скоростей реакции от температуры, можно разделить свободную энергию активации, изображенную на фиг. 74, на тепловой и энтропийный члены. Обычно катализатор снижает теплоту активации. При этом энтропия активации либо не изменяется, либо увеличивается. Поскольку в большинстве случаев имеется несколько фермент-субстратных комплексов, изменения, обусловленные изменением температуры, связаны с изменениями набора констант скоростей и соответственно констант Км- Кроме того, конформация фермента также может зависеть от температуры и, следовательно, уменьшение скорости реакции может быть обусловлено переходом к менее компактной конформации. Вопрос о влиянии температуры на ферментативные реакции весьма сложен и выходит за рамки настоящей книги. [c.387]

Рас, 16.7. Кривые, показывающие зависимость вычисленных значений скорости Л/Лоо катализируемой реакции от концентрации субстрата для различных значений константы равновесия К процесса образования фермент-субстратного комплекса. [c.501]

Влияние субстрата на инактивацию фермента. В зависимости от соотношения констант инактивации свободной формы фермента Е и фермент-субстратного комплекса субстрат, присутствующий в реакционной среде, может,выступать как стабилизирующий, так и дестабилизирующий фактор. [c.114]

Образование фермент-субстратного комплекса и создание его стационарной концентрации [ 5] находятся в зависимости от констант k+ и k—. Дальнейшие превращения комплекса зависят от различных факторов и прежде всего от уменьшения субстратного насыщения, от обратной реакции вследствие накопления продукта, от угнетения реакции возникающими вторичными продуктами и от активирования фермента и кофермента. [c.221]

От pH зависит как максимальная скорость реакции V, так и константа Михаэлиса Км- Проведение опытов в области субстратного насыщения позволяет непосредственно определить зависимость от pH максимальной скорости V, т. е. эффективной величины 2- Такие опыты показали, что зависимость V от pH в общем случае подобна изображенной на рис. 8 для фосфоглюкомутазы. Зависимость Км оказалась более сложной найдены кривые не только с одним экстремумом, но и монотонные изменения, стремление к определенному пределу при изменении pH и кривые с несколькими экстремумами, в отдельных случаях наблюдаемые пределы изменения Км достигают двух и даже трех порядков. [c.76]

Что касается температурной зависимости скоростей ферментативных реакций, то этот вопрос также достаточно сложен, и здесь встречается ряд дополнительных трудностей по сравнению с обычными каталитическими процессами, поскольку ко всему прочему в этом случае приходится сталкиваться с проблемой термолабильности белковых глобул. От температуры зависят не только константы Михаэлиса и константы скорости распада фермент-субстратных комплексов, но и положение оптимума pH. С температурой изменяется третичная структура фермента, а при повышенных температурах наблюдается тепловая денатурация белковых глобул. При соответствующей постановке экспериментов некоторые из этих факторов можно изучить [c.77]

Субстратами многих амидгидролаз являются соединения, несущие ионогенные группы. Учет ионизации субстрата приводит к довольно сложным зависимостям кинетических констант от pH. Для простейшего случая, когда фермент связывает только одну форму субстрата, а константа диссоциации свободного фермента и фермент-субстратного комплекса одинаковы [c.214]

Лмеется ряд данных, позволяющих сравнить свойства пероксидазы хрена и небелковых железопорфиринов. Были определены константы скорости реакций второго порядка восстановления Ре -дейтеропорфирина до Ре " различными восстановителями при pH 7,4 [178]. По кинетическим данным не обнаружено отклонений от ожидаемого поведения для простой одностадийной реакции. Если считать, что исходный комплекс был правильно идентифицирован как комплекс Ре (а не Ре ), то это означает, что реакция идет в одну двухэлектронную стадию или 54 < 43, так что экспериментально определяемая константа скорости — 54, а не 43- Но, так как в случае пероксидазы хрена константы 54 и 43, по-видимому, различаются не более чем на два порядка, а мы рассматриваем гораздо большие различия в скоростях, можно пренебречь этим различием в константах. Зависимость скорости реакции от pH не изучена. В табл. 18 приведены данные по скоростям реакций пероксидазы хрена и железодейтеропорфирина с одними и теми же восстановителями и в сопоставимых условиях эксперимента. Как отмечено в работе [178], белок, по-видимому, слабо влияет на константы скорости 54 и (или) 43 по сравнению с тем большим эффектом белка, который наблюдается в отношении констант 35 и 53- Другими словами, белок не обладает общим свойством ускорять все реакции или влиять на субстратную специфичность путем изменения относительных скоростей реакций с различными восстановителями. Были также определены константы скорости железопротопорфирина в присутствии 0,3 М гистидина при pH 6,3— 6,5 с восстановителями лейкоформой красителя малахитового зеленого, гваяколом и пирогаллолом [219]. Константы скорости оценивали, исходя из общей каталитической активности в предположении (по аналогии с пероксидазой хрена), что лимитирующая стадия соответствует k s ( 4 в обозначениях авторов), однако нель- [c.217]

Для проведения измерения готовят раствор субстрата и фермента (в качестве субстрата используют 1-диметиламиноиафта-линсульфонил-пептид в качестве фермента — пепсин) в 0,1 М формиатном буферном растворе (pH 3,1). Концентрации субстрата (моль/л) 0,02-10-3 0,06-10- 0,Ы0- 0,15-10- 0 2-10-з. Концентрация фермента постоянна 7,14-10 моль/л. Измеряют флуоресценцию образовавшегося фермент-субстратного комплекса (А-воаб = 285 нм, >ифл = 500 нм) в каждом из растворов и строят график зависимости aji от l/[So]. По тангенсу угла наклона определяют константу диссоциации комплекса /(,. [c.86]

Анализ зависимости от pH позволяет найти значения констант диссоциации ионогенных групп фермент-субстратного комплекса К и К в), в то время как анализ рН-зависимости эффективной константы скорости второго порядка ат//Ст каж) приводит К значениям констзнт диссоциации ионогенных групп свободного фермента Ка. и КвУ- [c.260]

Из выражений (10.5) — (10.6) видно, что анализ зависимости кат от pH позволяет найти значения констант диссоциации групп фермент-субстратного комплекса К а и К ъ), а анализ рН-зависимо-сти константы скорости второго порядка ккат1Кщтт) приводит к значениям констант диссоциации ионогенных групп свободного фермента Ка и Кь- [c.220]

Из уравнения (10.13) видно, что рН-зависимость скорости ферментативной реакции, протекающей по трехстадийной схеме, в общем случае будет различной в зависимости от соотношения констант скоростей стадий ацилирования и деацилирования (йа/ з). С другой стороны, рН-зависимость константы скорости второго порядка кат/-/(т(каж), кнк И ДЛЯ двухстадийной схемы (10.1), определяется только константами диссоциации ионогенных групп активного центра свободного фермента Ка и Кь), контролирующих дальнейшее превращение фермент-субстратного комплекса. [c.223]

Интересная работа [110] также свидетельствует в пользу участия карбанионов типа (134) в тиаминдифосфат-зависимых ферментативных реакциях. Авторы показали, что тиазолон (138), который можно рассматривать в качестве аналога переходного состояния карбаниона (134) [111], очень прочно связывается с пируват-оксидазным ферментным комплексом. При этом константа диссоциации фермент-ингибиторного комплекса по крайней мере в 10 раз меньше соответствующей константы фермент-субстратного комплекса в тех же условиях. Это наблюдение свидетельствует в пользу того, что енаминная форма карбаниона (134) действительно участвует в ферментативной реакции. [c.634]

Нат и Ридон [3] изучили влияние заместителей в бензольном кольце на гидролиз фенил-р-О-глюкозидов эмульсином. При этом обнаружилась хорошая корреляция между константой равновесия энзим-субстратного комплекса и о-1. ) 1Станта.ми заместителей. Зависимость от о свидетель-ствзег о том, что электропоакцепторные группы в феиильном [c.363]

Триптофан и его производные с заместителями в бензольном кольце под влиянием фермента триптофаназы или культуры Е. oli разрушаются до соответствующих производных индола. Была изучена зависимость константы равновесия энзим-субстратного комплекса от полярных свойств заместителей [4]. При этом обнаружена корреляция между величиной Л а и значением 0-констант для следующих заместителей [c.365]

В основе этого метода лежит предположение Михаэлиса и Пехштейна [26], что колоколообразная кривая зависимости ферментативной активности от pH отражает ионизацию определенных групп в молекуле фермента. Во многих случаях зависимость константы Михаэлиса или максимума скорости от pH выражается кривой, похожей на кривую титрования. Расчеты (см. [10]) позволяют определить рК соответствуюш,ей группы, а иногда и предварительно идентифицировать ее (см. табл. 2). Зависимость максимума скорости от pH может быть иной, чем зависимость константы Михаэлиса от pH. В таких случаях можно полагать, что в связывании и разрушении фермент-субстратного комплекса участвуют разные группы. [c.70]

Ферменты-это белки, катализирующие строго определенные химические реакции. Они связываются с молекулой субстрата, в результате чего образуется промежуточный фермент-субстратный комплекс, который затем распадается на свободный фермент и продукт реакции. При повьппении концентрации субстрата 8 и постоянной концентрации фермента Е каталитическая активность последнего будет повьппаться до тех пор, пока не достигнет характерной для данного фермента максимальной скорости imax при которой практически весь фермент находится в форме комплекса Е8 и, следовательно, насьпцен субстратом. Такая зависимость между концентрацией субстрата и скоростью ферментативной реакции описывается гиперболича кой кривой. Концентрация субстрата, при которой скорость реакции составляет половину величины Р пах, получила название константы Михаэлиса-Ментен (Км). Эта константа является характеристикой каталитического действия фермента применительно к какому-то определенному субстрату. Уравнение Михаэлиса-Ментен [c.267]

VI.15а). Два таких случая показаны в виде соответствующих кривых на фиг. 65, А. В этих двух крайних случаях точки перегиба, если они рассчитаны правильно, могут действительно соответствовать в первом случае константе ионизации фермента, а во втором — константе 1тонизации фермент-субстратного комплекса. Однако обычно определяемая величина начальной скорости лежит между этими двумя предельными. значениями и ее зависимость от pH также имеет промежуточный характер, который нельзя объяснить исходя из констант ионизации. [c.187]

Как и в кинетике химической, исследования зависимости скорости реакции от темп-ры в интервале, когда не наблюдается тепловой денатурации Ф., позволяют оценивать энергетич. характеристику процесса, важную для понимания механизма действия Ф. Трудность интерпретации экспериментальных данных зависимости стационарной скорости реакции от темп-ры связана с тем, что ферментативные реакции представляют сложные последовательные процессы. Если измеряемая скорость лимитируется к.-л. одной из последовательных реакций, нанр. если ею является максимальная скорость реакции, определяемая одноступенчатым распадом фермент-субстратного комплекса К=А+г[Е]о, то исследование зависимости V= Т) позволяет оценить энергию активации этой стадии реакции. При возможности измерения констант скорости отдельных стадий реакции при различных темп-рах могут быть оценены соответствующие величины энергии активации. Изучение зависимости константы субстрата (К ) от темп-ры позволяет оценивать термодинамич. константы образования ЕВ-комплекса (ДЯ, АР, А8). Применение теории абс. скоростей реакций (теории переходного состояния) при анализе кинетики нек-рых ферментативных реакций позволило оценить энтальпию, энтропию и свободную энергию активации. Общий вывод из относительно небольшого пока числа таких исследований состоит в том, что высокая каталитич. активность Ф. объясняется как существенным снижением энергии активации, так и значительным благоприятным изменехгнем энтропии системы в ходе реакции. [c.210]

Несмотря на кажущуюся сложность реакции, вне зависимости ог числа и природы интермедиатов, принимающих участие в механизме реакции, стационарная кинетика процесса будет описываться уравнением Михаэлиса. Для характеристики ферментативных реакций обычно определяют оба параметра входящие в уравнение Михаэлиса — Ментен максимальную скорость Ут и константу Михаэлиса Кт- Важно отметить, что без детального знания механизма реакции интерпретация йкат и Кт как констант связывания фермента субстратом и константы скорости превращения фермент-субстратного комплекса неправильна, поскольку для разных кинетических схем константы ккат и Кт могут отражать совершенно различные процессы (ом. табл. 1), тем не менее эти характеристики легко определяются экспериментально и в ряде случаев несут весьма важную информацию о свойствах каталитической реакции. [c.14]

Подобный механизм образования фермент-металл-субстрат-ного комплекса подтверждается результатами недавно опубликованных работ Каби и сотрудников 1496—499], а также других исследователей [500—502]. В этих работах определялись константы равновесия комплекса субстрат-металл-фермент для некоторых трансфос-форилаз. На основании полученных данных предположили, что число связей между металл-субстратным комплексом и ферментом, по-видимому, равно двум. В образовании таких координационных связей могут участвовать функциональные группы различных аминокислот на поверхности фермента. В частности, такими группами могут быть SH-группа и имидазольное кольцо гистидина [502—505]. Строение подобных группировок может оказывать очень большое влияние на специфичность и скорость каталитических реакций. Так, например, в исследованиях Коти и сотрудников [506] по механизму комплексообразования было показано, что в процессе образования металл-хелатных соединений конфигурации электронных оболочек ионов металлов могут меняться вследствие внедрения электронных пар от лиганда. Показано также, что в зависимости от строения электронных оболочек изменяются и каталитические свойства ионов металлов. [c.596]

Для некоторых хорошо изученных ферментных реакций определена зависимость от pH для констант скоростей отдельных элементарных процессов. Такие данные, например, для реакций с участием а-химотрипсина можно найти в [13]. Для данных, полученных до 1965 г., этот вопрос хорошо разобран в фундаментальной монографии Диксона и Уэбба [2]. Здесь важен лишь общий вывод, что главная причина появления оптимума pH для ферментативных реакций обычно связана с прохождением через максимум эффективной скорости распада фермент-субстратного комплекса. [c.76]

Г рафик зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата имеет гиперболический вид — это так называемая кривая Михаэлиса (рис. 2.5, а). При высокой концентрации субстрата, когда все молекулы фермента находятся в составе фермент-субстратного комплекса (полное насыщение), скорость реакции будет максимальной (г ,ах)- При полунасыщении, т. е. когда половина молекул фермента войдет в состав Е8-комплекса, скорость реакции станет равной половине максимальной скорости (0,5гтах)- Концентрация субстрата, при которой достигается данная скорость, и дает значение константы Михаэлиса (поэтому константу Михаэлиса называют также концентрацией Михаэлиса). Решая уравнение Михаэлиса — Ментен относительно Ky получаем следующее выражение [c.106]

Михаэлиса, константы скоростей распада отдельных фермент-субстратных комплексов и положение рН-оптимума. В области низких температур, когда структура активного центра достаточно стабильна, константа скорости распада фермент-субстратного комплекса описывается уравнением типа Аррениуса. Срёднее значение эффективной энергии активации для ферментативных процессов обычно близко к 40 кДж/моль. Как правило, зависимость скорости ферментативных реакций имеет температурный оптимум, обусловленный тепловой денатурацией фермента. [c.59]