Михаэлиса образование и распад комплекса

Механизм, предложенный Михаэлисом для распада субстрата 3, катализируемого ферментом Е, включает предварительное образование комплекса [c.63]

В связи с этим одна из важных задач ферментативной кинетики — это разработка методов количественной оценки влияния температуры на скорость отдельных стадий процесса. Решение этой задачи зависит от возможностей измерения констант скорости этих стадий По-видимому, наиболее простой могла бы быть оценка влияния тем пературы на константу скорости распада комплекса Михаэлиса сопровождающегося образованием продуктов реакции и регене рацией фермента. Для реакции рассматриваемого механизма макси мальная скорость, которая может быть определена экспериментально, связана с константой скорости соотношением [c.127]

В связи с тем, что Михаэлис и Ментен в 1913 году развивали идею об образовании такого комплекса, он часто называется комплексом Михаэлиса. Константы скорости реакции образования комплекса и обратного его распада равны соответственно k+i и к-. [c.221]

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]

Скорость многих реакций, катализируемых ферментами, описывается простым уравнением — уравнением Михаэлиса — Ментена [уравнением (14.1)]. Исходное вещество в таких реакциях обычно называют субстратом. Допустим, что реакция протекает через сочетание фермента Е и субстрата 5 с образованием комплекса Е5, который затем может распадаться двумя путями — снова с образованием Е и 5 или же с образованием Е и продуктов реакции Р [c.397]

Образовавшийся комплекс, называемый фермент-ингибиторным комплексом Е1, в отличие от фермент-субстратного комплекса Е8 не распадается с образованием продуктов реакции. Константу диссоциации комплекса Е1, или ингибиторную константу К, можно, следуя теории Михаэлиса—Ментен, определить как отношение констант обратной и прямой реакций [c.149]

После образования комплекса Михаэлиса (Е5) происходит его распад с выделением первого продукта реакции — спирта — и образованием ацилированного фермента Е5. Последний в результате реакции с водой образует второй продукт ферментативной реакции — кислоту — и превращается в исходный фермент. Определяемая экспериментально Кт для холинэстераз представляет собой функцию четырех констант скорости к+х, к х, к+2 и к+ . При этом стационарная скорость реакции определяется уравнением Михаэлиса [78] [c.161]

Из этого факта авторами был сделан логичный вывод, что если для субстратов (3) и (4) в пределах исследованных температур (15—30°) лимитирующей общую скорость процесса является одна и та же промежуточная стадия (вторая), то в случае субстратов (1) и (2) суммарная скорость процесса определяется при разной температуре разными промежуточными реакциями, каждая из которых характеризуется своей энергией активации. При этом необходимо иметь в виду, что в соответствии с предполагаемым механизмом ферментативного гидролиза эфиров карбоновых кислот (см. схему стр. 160) последняя стадия процесса—деацетилирование фермента должна быть для всех четырех субстратов одинаковой. Однако, ввиду того, что максимальная скорость процесса для всех четырех субстратов весьма различна (при всех температурах), можно сделать вывод, что лимитирующим звеном является не эта общая реакция, а вторая фаза процесса — распад первичного комплекса Михаэлиса с отщеплением холина и образованием ацетилированного фермента. Что касается субстратов (1) и (2), то отсутствие линейной зависимости In от 1/Г для этих соединений, по мнению авторов, свидетельствует о том, что при низкой температуре лимитирующим звеном служит вторая стадия реакции, а при высокой температуре — третья — гидролиз ацетилированного фермента. Уилсон и [c.175]

К — константа скорости распада фермент-субстратного комплекса (комплекса Михаэлиса), или константа скорости образования конечного продукта. [c.24]

Механизм триптического гидролиза, согласно предложенной схеме, включает последовательную цепочку химических стадий взаимодействия фермента и субстрата, протекающих через ковалентные промежуточные состояния. Каталитический процесс начинается с образования невалентного комплекса Михаэлиса (П), в котором гидроксил Ser-195 и имидазольное кольцо His-57 фермента оказываются сближенными соответственно с карбонильной и амидной группами расщепляемой пептидной или сложноэфирной связи субстрата. В результате их согласованных взаимодействий невалентное фермент-субстратное связывание переходит в ковалентное с образованием сначала малоустойчивого промежуточного соединения так называемого тетраэдрического аддукта (III). Последний распадается на ацилфермент и амин (IV), а при гидролизе сложного эфира на ацилфермент и спирт. Далее следует деацилирование, которое проходит в принципе аналогичным образом, но в обратном порядке и с участием в качестве нуклеофильного агента не атома О боковой цепи Ser-195, а молекулы воды. Вновь образуется метастабильный тетраэдрический аддукт (V), [c.150]

В полиферментных системах, примером которых является цел-люлазная (см. схему 117), установление стационарного состояния по отдельным компонентам обычно происходит в двух совершенно различных временных масштабах. Первым устанавливается стационарное состояние по фермент-субстратным комплексам (на схеме 117 не показано), когда скорости их образования и распада значительно превосходят разницу между этими скоростями (здесь и далее рассматривается кинетика при избытке субстрата по сравнению с концентрациями ферментов в системе). Как правило, данное условие начинает выполняться уже в начальный период реакции (в секундном диапазоне или еще быстрее), когда система в целом еще нестационарна по промежуточным метаболитам. Переход всей полиферментной системы в стационарное состояние, в котором концентрации промежуточных метаболитов практически не меняются во времени (точнее, когда скорости их образования и распада значительно превосходят разницу между этими скоростями), происходит обычно достаточно медленно (нередко стационарное состояние вообще не достигается), для большинства изученных целлюлолитических реакций в реальных условиях в течение нескольких часов [24—26]. Это позволяет считать при анализе предстационарной кинетики полиферментных систем, что стационарное состояние по фермент-субстратным комплексам устанавливается практически мгновенно и что образование и распад промежуточных метаболитов происходит в соответствии с обычным уравнением Михаэлиса — Ментен. Тогда в условиях превраи ения исходного субстрата на небольшую глубину, принимая гомогенное распределение ферментов и субстратов в целлюлазной системе и считая превращения практически необратимыми, кинетику ферментативного гидролиза целлюлозы (см. схему 117) описывает следующая система дифференциальных уравнений [c.125]

В число основных факторов, определяющих начальную скорость ферментативной реакции, входят концентрация фермента и субстрата, pH и температура, наличие активаторов и ингибиторов, причем концентрация субстрата является одним из наиболее важных. График зависимости между начальной скоростью и концентрацией субстрата выражается в виде ветви равнобочной гиперболы. Краеугольным камнем ферментативной кинетики является теория Михаэлиса-Ментен о механизме взаимодействия фермента и субстрата через образование про.межуточного фермент-субстратного комплекса, что является исходным моментом самых современных концепций. Теория исходила из факта, что равновесие между ферментом и субстратом достигается быстрее, чем разрушается фермент-субстратный комплекс. Однако анализ, проведенный Бригсом и Холдейном, показал, что в любой момент реакции скорости образования и распада фермент-субстратного комплекса практически равны, то есть достигается стационарное состояние, в котором концентрация промежуточного соединения постоянна. На основании этого было предложено уравнение, выполняемое для многих механизмов реакций, катализируемых ферментами, которое на- [c.203]

Значительно более ограниченные по своему характеру допущения сделали Михаэлис и Ментен [10] при выводе уравнения начальной скорости, опубликованного приблизительно на двенадцать лет раньше работы Бриггса и Холдейна [11]. Они предположили, что скорость распада промежуточного комплекса ES с образованием продукта (fesiES]) весьма мала по сравнению со скоростью распада на исходные вещества (fealES]), так что начальные прямая и обратная реакции 1 и 2 определяют концентрацию ES. Их уравнение может быть получено из уравнения (2), если пренебречь по сравнению с feo [c.119]

ОНО позволяет рассчитывать количественные характеристики ферментов и проводить анализ их ингибирования. Теперь мы рассмотрим подробнее основные логические и алгебраи- ческие этапы, через которые проходит вывод уравнения Михаэлиса-Ментен на современном уровне. Прежде всего напшпем две основные реакции образования и распада ферментч убстратного комплекса, [c.234]

Скорость образования соединений фермент—субстрат очень велика, и активность фермента лимитируется скоростью распада этого комплекса — константой Михаэлиса—Ментен Кт- Однако величина Кт может меняться в зависимости от того, какой изоэнзим катализирует данную реакцию. Так, Гибсон и Ли проверили два выделенных изоэнзима пероксидазы проростков гороха с искусственными (о-дианизидин и бензидин) и естественными (эугенол, кофейная и феруловая кислоты) субстратами и показали, что величина Кт различается для изоэнзимов этой пероксидазы в зависимости от использования того или иного субстрата. Исследуя изоэнзимный состав пероксидазы в динамике развития проростков гороха с этим пятью субстратами, они установили, что в опытах с кофейной кислотой наибольший пик активности наблюдается на 7-й день после проращивания семян. Методом электрофореза был выявлен изофермент, ответственный за эту реакцию, и выяснено, что он не реагировал с другими субстратами [Gibson, Liu, 1978]. [c.16]

Ser-195, завершающаяся образованием тетраэдрического промежуточного соединения (рис. 12.8). В ходе этой реакции протон гидроксильной группы перемещается на имидазол остатка His-57 и одновременно протон от другого атома азота этого кольца может переместиться на карбоксилат Asp-102. По мере образования связи между Ser-195 и углеродным атомом карбонильной группы связь С=0 удлиняется, превращаясь в одинарную. Кислород, несущий отрицательный заряд, приближается к NH-rpynne Gly-193, образуя более короткую и более прочную водородную связь. Переходное состояние стабилизируется относительно комплекса Михаэлиса за счет уменьшения напряжения между уходящей группой и боковой цепью Ser-195 и образования более прочной водородной связи с Gly-193. Распад переходного состояния приводит к образованию ацилфермента и выбросу уходящей группы (рис. 12.9). Уходящая группа не может связываться с подцентром Si ацилфермента, так как это приводило бы к слишком сильному сближению аминогруппы и углеродного атома карбонильной группы. Таким образом, в обратной реакции, т. е. при атаке уходящей группой ацилфермента, энергия связывания с подцентром Si реализуется только в переходном состоянии. Деацилирование происходит при участии системы с переносом заряда, активирующей атаку молекулы воды. При этом образуется другое тетраэдрическое промежуточное соединение, которое разрушается с высвобождением Ser-195 и образованием комплекса между ферментом и продуктом. [c.371]