Фермент-субстратный комплекс ионизация

Символы Е, ЕН, ЕНг и т. д. описывают состояния ионизации групп фермента, которые участвуют в ферментативной реакции. Ионизация остальных групп белковой глобулы здесь вообще не рассматривается. Будем полагать, что константы диссоциации ионогенных групп в свободном ферменте (/Са, /Св) и в фермент-субстратном комплексе (/ a. К ъ) различны [в принципе схема (6.177) может описывать и реакцию фермента, активный центр которого содержит четыре ионогенные группы, две из которых функционируют в свободной форме фермента, и две — в фермент-субстратном комплексе]. [c.259]

Здесь необходимо указать, что символы Е, ЕН, ЕНг и т. д. описывают только состояние ионизации определенных групп фермента, контролирующих ферментативную реакцию. Ионизация остальных групп белковой глобулы здесь вообще не рассматривается. Согласно схеме (10.1) активный центр фермента имеет две ионогенные группы, причем константы их диссоциации в свободном ферменте и в фермент-субстратном комплексе являются различными (в принципе, схема (10.1) может описывать и реакцию фермента, активный центр которого содержит четыре ионогенные группы, две функционируют в свободной форме фермента и две — в фермент-субстратном комплексе). [c.219]

НО отмечалось, что максимальная скорость многих ферментативных реакций, наблюдающаяся при насыщающей концентрации субстрата, а не только кажущаяся величина Кт, зависит от pH. Это заставило предположить, что концентрация ионов водорода определяет не только ионизацию свободного фермента, но также кислотно-основную диссоциацию фермент-субстратного комплекса, причем этот последний процесс влияет на концентрацию активного комплекса Михаэлиса и образование продуктов реакции. [c.109]

Таким образом, можно определить влияние pH непосредственно на активность свободного фермента, на фермент-субстратный комплекс или на субстрат. Влияние pH обусловлено различием в ионизации групп, находящихся как непосредственно в активном центре, так и вблизи его. [c.29]

Из уравнения (3) следует, что [Е5] зависит от Кт и от [5]. Если в состоянии равновесия [Е5] будет бесконечно малой величиной по сравнению с [5] и с [Еоб ], то скорость реакции будет зависеть только от [8]. В этом случае при низких концентрациях субстрата эта реакция будет протекать по типу реакций первого порядка. Если же практически все количество фермента окажется связанным с субстратом в виде Е5 и если концентрация субстрата будет достаточно высока, то концентрация фермент-субстратного комплекса не будет меняться и скорость такой реакции окажется постоянной. В этом случае мы имеем дело с реакцией нулевого порядка [36]. Большинство ферментативных реакций не являются, строго говоря, ни реакциями первого, ни реакциями нулевого порядка, а протекают согласно некоему промежуточному порядку [34, 36, 37]. Это зависит отчасти от уменьшения концентрации субстрата в течение реакции, а отчасти от образования различных типов фермент-субстратных соединений. Так каталаза и пероксидаза, как уже указывалось выше, образуют зеленые и красные комплексы с субстратом, причем скорости распада зеленого и красного комплексов различны [32, 33]. Дальнейшие усложнения возникают вследствие соединения фермент-субстратных комплексов с водородными ионами [38] или с другими ионами или молекулами. Так, например, скорость гидролиза яичного альбумина пепсином зависит от концентрации водородных ионов раствора реактивным промежуточным соединением является в этом случае не Е5, а Н+Е5 [38]. Если в образовании фермент-субстратного соединения участвуют ионы, то скорость катализируемой реакции зависит от диэлектрической постоянной растворителя известно, что органические растворители, например метиловый или этиловый спирт, уменьшают диэлектрическую постоянную раствора и степень ионизации,вследствие чего уменьшается скорость катализируемой реакции [39]. [c.284]

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]

Зависимость V от к описывает ионизацию фермент-субстратного комплекса, а У//См от к — ионизацию свободного фермента. Зависимость же от pH параметра Км, как и ранее, более сложна, поскольку Км определяется ионизацией как свободной формы, так и фермент-субстратного комплекса. рН-зависимости параметров [c.150]

Влияние концентрации водородных ионов на каталитическую активность ферментов состоит в воздействии ее на активный центр. При разных значениях pH в реакционной среде активный центр может быть слабее или сильнее ионизирован, больше или меньше экранирован соседними с ним фрагментами полипептидной цепи белковой части фермента и т. п. Кроме того, pH среды влияет на степень ионизации субстрата, фермент-субстратного комплекса и продуктов реакции, оказывает большое влияние на состояние фермента, определяя соотношение в нем катионных и анионных центров, что сказывается на третичной структуре белковой молекулы. Последнее обстоятельство заслуживает особого внимания, так как определенная третичная структура белка-фермента необходима для образования фермент-субстратного комплекса. [c.109]

Пример 2.12 [1]. На основании данных табл. 2.15 определить константы ионизации ионогенных групп папаина в свободной форме фермента и в фермент-субстратном комплексе. [c.193]

Рис. 2.55. Определение констант ионизации фермент-субстратного комплекса.

Активность многих ферментов изменяется с изменением pH точно таким же образом, как и степень ионизации простых кислот и оснований. Это неудивительно, поскольку, как говорится в гл. 1, активные центры ферментов обычно содержат кислотные или основные группы, принимающие участие в катализе. Можно ожидать, что если каталитической активностью обладает только одна протонированная форма кислоты или основания, то катализ будет зависеть от концентрации активной формы. В этой главе мы рассмотрим, как влияет ионизация фермента и фермент-субстратного комплекса на параметры са1, /См и [c.165]

Здесь /Се — константа ионизации свободного фермента, /Се5 — константа ионизации фермент-субстратного комплекса, а /Сз и /Сз — константы диссоциации НЕЗ и Е5 соответственно. [c.169]

Сравнение знаменателей уравнений (5.18) и (5.8) показывает, что зависимость V max ИЛИ at ОТ pH определяется константой ионизации фермент-субстратного комплекса Kes- [c.170]

См также зависит от состояния ионизации фермент-субстратного комплекса. [c.170]

Эти ферменты уже рассматривались нами в разных разделах. Основной материал распределился следующим образом классификация ферментов, их специфичность — гл. 1, разд. В структура активного центра, фермент-субстратный комплекс, ацилфермент и комплекс между ферментом и продуктом — гл. 1, разд. Г кинетика-реакций и установление их механизма — гл. 7, разд. Б рН-зависимость каталитического процесса и состояние ионизации активного центра — гл. 5, разд. Е и Ж.2.а использование энергии связывания для увеличения йса — гл. 10, разд. А.4 стабилизация переходного состояния, специфическая сольватация переходного состояния — гл. 10, разд. В.5.в. В этом разделе вкратце рассмотрены все перечисленные вопросы. [c.362]

Величины Кц/ и изменяются в зависимости от значений pH. о связано со способностью участвующих в катализе трупп молекулы фермента изменять свое состояние ионизации и, тем самым, свою каталитич. эффективность. В простейшем случае изменение pH приводит к протонированию или депротонированию, по крайней мере, двух ионизирующихся фупп фермента, участвующих в катализе. Если при этом только одна форма фермент-субстратного комплекса (напр., ЕЗН) из трех возможных (Е8, ЕЗН и Е8Н2) способна [c.81]

В общем случае для ферментативной реакции существует оптимальное значение pH при увеличении или уменьшении pH по сравнению с его оптимальным значением максимальная скорость Уд падает. В нейтральной области pH влияние его изменений на реагирующую систему носит обычно обратимый характер, но при предельных значениях pH (соответствующих сильнокислой или сильнощелочной среде) белки подвергаются необратимой денатурации. Влияние обратимых изменений pH на кинетику можно объяснить изменениями степени ионизации субстрата если же в исследуемом интервале pH степень ионизации субстрата не меняется, то изменения в кинетике объясняются ионизацией фермент-субстратного комплекса. Если фермент-суб-стратный комплекс существует в трех состояниях с разным числом протонов и если только промежуточная форма разлагается с образо ванием продуктов, то уравнение, описывающее влияние pH на максимальную скорость реакции, можно вывести из схемы [c.322]

Любое локальное химическое изменение молекулы белка (присоединение субстрата или ингабитора к активному центру, редокс изменения металла в простетической группе, ионизация кислотной или основной группы и т.д.) приводит к появлению конформационно неравновесного состояния. Быстрая колебательная релаксация активного центра и его ближайшего окружения происходит немедленно после локального возмущения, в то время как структура основной белковой глобулы остается практически неизменной. Молекула становится неравновесной. Новое, кинетически доступное состояние фермент-субстрат-ного комплекса соответствует конформационно измененной структуре с продуктом, связанным с активным центром. Превращение субстрата в продукт реализуется в ходе конформационной релаксации фермент-субстратного комплекса к новому состоянию равновесия. Этот переход протекает чрезвычайно медленно по сравнению с масштабом времени колебательной релаксации. В некоторых случаях этот процесс занимает несколько сотен миллисекунд или даже несколько секунд [37]). [c.68]

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]

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]

Химический механизм действия рибонуклеазы в том виде, в каком его себе сейчас представляют, был построен из общих соображений еще до установления кристаллической структуры фермента [170]. Известно, что график зависимости активности фермента от pH представляет собой колоколообразную кривую с максимумом при pH 7. рН-зависимостьйса1/ м показывает, что скорость гидролиза зависит от состояния ионизации в свободном ферменте основания с р/(а = 5,22 и кислоты с р/(а = 6,78, в то время как из рН-зависимости ft at следует, что в фермент-субстратном комплексе эти значения р/Са изменяются до 6,3 и 8,1. Было высказано предположение, что реакция катализируется по механизму общего кислотно-основного катализа с участием двух остатков гистидина, как выяснилось позднее,— His-12 и His-119 [c.389]

Химические факторы, определяющие скорость и направление реакций органических фосфатов, связаны главным образом с расположением гидроксильной или фосфатной группы (или других функциональных групп) субстрата относительно реагирующей части органического фосфата, присутствием или отсутствием основных катализаторов и распределением заряда в ангидриде или эфире. Химически распределение зарядов может быть изменено рядом способов, таких, как подавление диссоциации фосфатных групп при образовании эфира или проведение реакции в кислой среде (например, катализируемые протонами взаимопревращения нуклеозид-2 - и нуклеозид-З -фосфатов и нуклеозид-2 - и нуклеозид-3 -алкилфосфатов, которое не наблюдается в щелочной среде) и образование смешанных ангидридов из кислот, сила которых несоизмерима с силой фосфорной кислоты. Для неферментативных химических реакций также наблюдались каталитические и направляющие эффекты, возникающие в результате образования комплексов с ионами некоторых поливалентных металлов. В биохимических реакциях аналогичный контроль может осуществляться с полющью таких факторов, как конформация нуклеозид-5 -полифосфатов, связывание субстрата и фермента через металл, связывание диссоциирующих групп фермента с группой Р = О водородными связями, что эквивалентно протонированию. (С точки зрения резонансных форм фосфатов, разница между группами Р = О и Р — носит чистоформальный характер.) Образование катнон-субстратных комплексов, таких, как комплекс АТФ с магнием, по-видимому, увеличивает электрофильный характер атомов фосфора (препятствуя ионизации) и почти наверняка приводит к такому смещению электронной плотности, которое облегчает атаку данного атома фосфора, зависящую от определенной стереохимической конфигурации комплекса. В фермент-металл-субстратных комплексах, в которых металл служит ю тикoм между ферментом и субстратом, свободная энергия активации, по-видимому, значительно снижена. [c.350]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология