Распределение субстрата

Рассмотрим следующую модель. Имеется плоская мембрана, толщина которой равна I и площадь поверхности А, содержащая иммобилизованный фермент с концентрацией в мембране [Е]о. Мембрана погружена в раствор субстрата, концентрация которого равна [S]o. Коэффициент распределения субстрата между раствором и мембраной равен Р. Требуется найти зависимость между скоростью появления продукта в растворе и кинетическими параметрами ( кат И /Ст(каж)) ферментативной реакции. Подробный анализ этой модели приводится в работах [4, 5]. Если скорость ферментативной реакции мала по сравнению со скоростью диффузии и концентрация фермента мала по сравнению с концентрацией субстрата, начальная скорость ферментативной реакции на единицу объема мембраны будет равна [c.268]

Путем варьирования в заданном диапазоне изменения параметров величинами т, 5о, Я, р, Гц рк, - О, с учетом заданных ограничений осуществляется поиск оптимальных или частных значений или общего критерия оптимальности. В результате расчета определяются режимные и технологические параметры работы биореактора, включая характер распределения субстрата, биомассы и кислорода по секциям, энергетические и конструктивные характеристики. [c.216]

Важную роль играет распределение субстрата между фазами И. ф. и р-ра. Ограниченная доступность субстрата к активному центру фермента может привести к изменению специфичности последнего. Особенно это характерно для высокомол. субстратов, к-рые из-за малого коэф, диффузии медленно переходят в фазу И, ф,, что приводит к относит [c.215]

Коэффициент распределения субстрата между культуральной средой и цитоплазмой является термодинамическим параметром.Проницаемость оболочки клетки для субстрата зависит и от состава культуральной среды. При т.е. в случае термо -динамического равновесия, справедливо [c.62]

Большое значение имеют степень сшивания и объем пор полимерной матрицы. Термодинамическое распределение субстрата между полимерным носителем и реакционной средой описано в [16]. Хорошее взаимодействие между носителем и субстратом может повысить концентрацию реагента внутри носителя и привести к увеличению скорости реакции. Однако может наблюдаться и противоположный эффект, если носитель и субстрат несовместимы. [c.79]

Однако при математическом моделировании процесса биосинтеза, по-видимому, нельзя не считаться с реальным существованием двух фаз — жидкой, в которой распределен субстрат, и твердой фазы, включающей биомассу. В связи с этим возникает неопределенность относительно локализации субстрата М . Если допустить, что он распределен в жидкой фазе так же, как и субстрат-предщественник, то предположение о бимолекулярном автокаталитическом характере промежуточной стадии вполне оправданно. Это может быть, если претерпевшие внутри клеток определенные изменения компоненты субстрата свободно выходят в культуральную жидкость в соответствии только с законами молекулярной диффузии. Правда, в этом случае правильнее говорить не о внутриклеточном субстрате, а просто о промежуточном субстрате. [c.204]

Распределение субстрата между мицеллярной фазой и объемом раствора количественно определяется также методами адсорбционной хроматографии и гель-фильтрации [97, 101, ПО, 111], которые, однако, так же как и простые методы, упомянутые выше, не позволяют подойти к более точному выяснению локализации солюбилизата. [c.234]

Исследования катализируемых мицеллами органических реакций в значительной мере стимулировались использованием мицеллярных систем в качестве моделей ферментов как в кинетическом аспекте, так и с точки зрения изучения гидрофобных взаимодействий. Структура мицелл действительно очень грубо моделирует белки, хотя, конечно, структура последних неизмеримо сложнее. Характер взаимодействия солюбилизатов с мицеллами установить намного проще, чем в случае ферментов (разд. П). Ускорение или ингибирование органических реакций в мицеллярных растворах связано с различной скоростью реакции в мицеллах и в растворителе и с распределением субстрата между этими двумя фазами. В основном изменения скорости связаны с электростатическими и гидрофобными взаимодействиями между субстратом и мицеллами и в некоторых случаях, возможно, с изменением структуры воды, окружающей мицеллу. Используя самые простые электростатические соображения (см., например, [104]), нетрудно предсказать, что катионные мицеллы будут ускорять реакции нуклеофильных анионов с незаряженными субстратами анионные мицеллы будут замедлять такие реакции, а неионные детергенты, вероятно, не должны оказывать на них существенного влияния. [c.239]

Множество экспериментальных результатов не оставляет сомнения в том, что именно распределение субстратов между мицеллами и водным раствором, а не влияние мицеллообразования на водную фазу приводит к ускорению или замедлению реакции, если концентрация ПАВ превышает ККМ [ 1-3]. Обнаружено большое число фактов, определяющих наблюдаемые изменения, однако многие детали до сих пор остаются невыясненными. Выявлены общие тенденции во влиянии увеличивающихся концентраций ПАВ или их солей на величины скоростей реакции первого, второго и в некоторых случаях третьего порядка. Однако существуют исключения как истинные, так и кажущиеся кроме того, ситуация осложняется отсутствием адекватных структурных моделей мицелл в различных экспериментальных условиях. Следовательно, перед нами все еще остается вопрос создания строгой теории для описания протекающих в мицеллах реакций. [c.247]

Использованные в этой работе кинетические нетоды основаны на изучении реакций в условиях равновесного распределения субстрата между газом и раствором. При этом /4/ [c.500]

Органические растворители могут влиять на каталитическую активность ферментов, и в том числе амидгидролаз, изменяя диэлектрическую проницаемость раствора и коэффициент распределения субстрата между фазами растворителя и белка, а также специфически конкурируя с субстратом за активный центр. Кроме того, растворители, содержащие нуклеофильные функциональные группы, могут конкурировать с водой в гидролитических реакциях. Здесь будут кратко рассмотрены лишь два первых эффекта растворителя. [c.224]

Удерживая растение в центре горшка за листок, засыпьте корни по кругу почвенной смесью. Для равномерного распределения субстрата слегка постучите горшком о поверхность стола. [c.104]

Аналогичный эффект влияния полимерной матрицы на распределение субстрата между гелем и окружающим его раствором наблюдается также в реакциях с участием гидрофобных субстратов. В этом случае увеличение каталитической эффективности иммобилизованного фермента достигается при использовании геля, полученного путем сополимеризации с участием неполярных мономеров. Более того, применение гелей на основе полимеров, обладающих высокой гидрофобностью, позволяет получать иммобилизованные ферментные препараты, способные работать в среде неполярных органических растворителей. [c.66]

Параметр К/л.каж служит характеристикой сродства фермента к субстрату и, следовательно, является мерой той концентрации субстрата, которая необходима для насыщения фермента. При катализе иммобилизованными ферментами концентрация субстрата вблизи фермента (локальная) может отличаться от концентрации субстрата во всем объеме системы. В этом случае наблюдаемая на опыте /См.каж должна зависеть от распределения субстрата между свободным раствором и носителем, где сосредоточен фермент. Что касается параметра к ат, то он характеризует реакционную способность уже образовавшегося фермент—субстратного комплекса, поэтому не зависит от распределения субстрата в системе, а определяется состоянием, в первую очередь, конформацией самого фермента. [c.98]

Неравномерность распределения субстрата в системе обусловлена его взаимодействием с матрицей за счет, например, электростатических сил, водородных связей, гидрофобных взаимодействий и т. п. В случае электростатических взаимодействий установлена количественная взаимосвязь между коэффициентом распределения Р и характеристиками субстрата и матрицы [c.101]

Рассмотрим следующую модель. Имеется плоская мембрана толщиной I, содержащая иммобилизованный фермент с концентрацией в мембране [ ]. Мембрана погружена в раствор субстрата, концентрация которого равна [S]. Коэффициент распределения субстрата между раствором и мембраной равен Р. Требуется найти зависимость между скоростью появления продукта в растворе и кинетическими параметрами и /См.каж) фермен- [c.105]

В работе [17] исследовали гидролиз о-нитрофенилового эфира р-О-галактопиранозида под действием р-галактозидазы (мол. вес 540000), иммобилизованной в 15%-иом геле полиакриламида. Эксперимент проводили следующим образом в раствор субстрата ([3]о= 1,66-10 2 М) помещали пластинку определенной толщины, вырезанную из куска геля, с равномерно распределенным в ней ферментом, и регистрировали реакцию по образованию в растворе о-нитрофенолят-иона. Ферментативная реакция, катализируемая ферментом в гомогенном водном растворе, характеризуется значениями /гкат = 273 сек- Лт(каж)= 1,73-Ю М. Коэффициент распределения субстрата между водой и гелем равен единице, коэффициент диффузии субстрата в геле равен 1-10 см /сек. [c.274]

Континуальная модель растворителя. Высоту барьера ПСЭ можно определить с меньшими вычислит, затратами на основе континуальной модели р-рителя. Обычно этот подход применяют к р-циям с переносом заряда в апротонных полярных средах, когда взаимод. среды и субстрата в осн. электростатическое. Р-ритель рассматривают как сплошной диэлектрич. континуум с диэлектрич. проницаемостью 5. В нем вырезают полость, в к-рую помещен реагирующий хим. субстрат (диэлектрич. проницаемость полости равна 1). Зарядовое распределение субстрата поляризует среду поле наведенной поляризации среды, в свою очередь, меняет зарядовое распределение субстрата. Результирующая поляризация среды Р(г) в точке пространства вне полости вместе с результирующим зарядовым распределением субстрата р(г) рассчитывается методом итераций. На каждой итерации электростатич. расчет Р(г) комбинируют с квантовохим. вычислением р(г). Этот метод расчета электростатич. составляющей сольватации наз. методом самосогласованного реакционного поля (метод ССРП). В простейших реализациях, если моделировать хим. [c.208]

При чисто электростатич. взаимод. среды и субстрата в качестве коллективной координаты среды принимают т. наз. инерционную поляризацию Р г), т.е. часть полной поляризации среды, из к-рой исключена поляризация электронных оболочек молекул р-рителя (С. И. Пекар, 1951 Р. Маркус, 1956). Инерционная поляризация изменяется со временем независимо в каждой точке г трехмерного пространства, т. е. ее значения в каждой точке - независимые динамич. переменные. Запись Р,- (г) означает, что рассматривается бесконечный набор (контину> м) всех таких переменных. При заданном зарядовом распределении субстрата р (г) ПСЭ представляет собой бесконечномерный параболоид в пространстве поляризаций. Его. минимум соответствует поляризации равновесно полстроенной под заряд (г). При др. зарядовом распределении р (г) минимум параболоида ПСЭ смещается в др. точку пространства поляризации Ff if). Если р ходе р-ции распределение заряда субстрата меняется от р (г) до р (г), ПСЭ комбинируется из двух пересекающихся параболоидов. Такая ПСЭ описывает реорганизацию полярного р-рителя при чете одних лишь электростатич. сил. [c.209]

Реакции ионов в объеме фазы и противоионов с органическими электролитами, распределенными между объемом и мицеллярной фазой [системы (3.62)], были исследованы кинетически в присутствии анионных, катионных и неионных мицелл. Поведение этих систем в достаточной степени согласованно. Амфифильные соединения с зарядом, знак которого противоположен знаку заряда реагирующего иона, ускоряют, а амфифильные соединения с зарядом, знак которого совпадает со знаком реагирующего иона, замедляют реакции. Каталитическая активность увеличивается с увеличением распределения нейтрального субстрата внутри мицелл, т.е. с ростом липофилыюсти Org. Результатом может быть некоторая особенность. Знание этого распределения из независимых источников позволяет установить константы скорости для реакций в объеме раствора и в мицеллярной фазе. Добавленный электролит подавляет катализ за счет экранирования заряда мицеллы, выменивания инертных на реакционноспособные противо-ионы в слое Штерна и изменения распределения субстрата в мицеллярной псевдофазе. [c.600]

При известном распределении субстрата между мицеллярной фазой и объемом раствора (разд. б.Е) можно определить константы скорости для обеих фаз. Выражая распределение 2,4-динитрохлорбензола в мицеллах - 16H33N( H3) Br " с помощью уравнения (3.45) (К = 4600), Бантон и Робинсон [84] рассчитали константы скорости для реакций второго порядка щелочного гидролиза 248 10"4 (мицелла) и 1,4- 10 4 (объем) л/(моль- с). Примеры использования уравнения (3.44) даны в работе Уинтерса и Грюнвальда [551]. [c.638]

В настоящей статье экспериментально продемонстрировано, что сложная релаксация протонов воды наблюдается в самых различных биополимерных системах. Поэтому обнаружение сложной (комплексной) релаксации нельзя рассматривать как свидетельство существования разделенных доменов, в которых молекулы воды и небольшие молекулы растворенных веществ ком-партментализованы с помощью проницаемых и полупроницаемых мембран. Развита теория, которая в первом приближении может объяснить экспериментальные наблюдения и требует только предположения, что неоднородное распределение субстрата поддерживается в течение времени порядка времени релаксации воды (т. е. 2 с). Теория также предсказывает, что релаксация воды чувствительна к распределению неоднородностей по массе вплоть до размеров около- 10 мкм. Разделение сложной релаксации на несколько дискретных процессов представляет собой особый случай того, что лучше было бы назвать непрерывным распределением микронеоднородностей. [c.200]

Для выяснения природы локального окружения солюбилизата в мицеллах привлекали данные УФ- и видимой спектроскопии [62—70], ЯМР Н и [38, 39, 67, 71—83], электронного парамагнитного резонанса [77,84], дифракции рентгеновских лучей [85— 91, 112—115], нотенциометрии [92—94], измерения распределения субстратов между органической и водной фазами [68, 95—103], а также изменение скоростей реакций в присутствии мицелл [104— 109]. В табл. 2 приведены результаты, полученные различными методами определения локализации молекул субстратов в мицеллах ПАВ. [c.232]

При количественных исследованиях солюбилизации успешно применяли метод, основанный на измерении распределения субстрата между мицеллярной и водной фазами [68, 95, 96, 98, 99, 102, 103]. Определение коэффициента распределения бромистого метила между газовой фазой и водой, с одной стороны, и между газовой фазой и мицеллярпыми растворами некоторых детергентов, с другой, привело к заключению, что значительная часть этого вещества солюбилизуется мицеллярной фазой [98]. Однако метод распределения, как правило, не дает ответа на вопрос о локализации субстрата в мицелле. [c.234]

Эти результаты согласуются со спектроскопическими наблюдениями, согласно которым бензальдегид солюбилизуется в полиок-сиэтиленовом слое мицелл, тогда как -метилбензальдегид распределяется между слоем Штерна и углеводородным ядром мицелл [284]. Увеличение константы скорости окисления п-метилбензаль-дегида при удлинении углеводородной цепи детергента связано с изменением распределения субстрата в пользу внутренней гидрофобной части мицеллы [283]. В системах, ненасыщенных относительно субстрата, уравнения (47) и (48) неприменимы, и влияние детергента описывается более сложным образом. [c.337]

Анализ [304] стационарного состояния приэлект-родного слоя показал, что стационарная концентрация продукта прямо пропорциональна [5] о только при условии [5]о С Кт и при постоянстве таких факторов, как коэффициенты диффузии субстрата и продукта в ферментном слое, коэффициенты массопере-дачи, активность фермента в ферментном слое, коэффициенты распределения субстрата и продукта между раствором и ферментным слоем, толщина мембраны. Все эти факторы в общем случае непостоянны—они зависят от состава исследуемого раствора и времени жизни иммобилизованного фермента. Этим, по-видимому, можно объяснить отклонения углового коэффициента калибровочных кривых от теоретического значения для некоторых ферментных электродов. По мере потери активности ферментом наблюдается уменьщение углового коэффициента калибровочных кривых и изменение абсолютных значений [c.137]

ЭНСПЕШаЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ й нетику изучали Г1Х методом /I/ по убыли КХ в усло ВИЯХ равновесного распределения субстрата меаду газом и раствором. Необходимые для расчетов истинных констант скороста (.см./16/) значения коэффициентов распределения < = [c.100]

Как видно из уравнения (1), изменение электронного распределения изолированного субстрата А под действием реагента В определяется наличием в (I) матрицы Од(Уь), которую можно рассматривать как малое возмущение, если расстояния между молекулами А и В велики. Тогда в нулевом порядке теории зсзмущения уравнение (I) переходит в стандартное уравнение Хартри-Фока для изолированной молекулы, а для нахождения изменения электронного распределения субстрата под действием реагента в первом порядке теории необходимо решить следующее матричное уравнение [c.282]

Сольволиз третичного бутшшюрида в водао-сЕиртовых растворах ускоряется аква-ионами кадмия. Определены константы скорости и коэффициенты распределения субстрата при 30,35 и 40 ьес.% этанола, [c.542]

Эксперименталыше результаты. Кинетику гидролиза и растворимость и -ЛВг в водных растворах перхлората таллия (III) изучали при отношениях исходных концентраций Т Ссга,)з иЯХ более 10 методом ХЕ по паровой фазе /3,10/. При каждом составе раствора определяли константу скорости первого порядка по субстрату не зависящую от глубины превращения, и одновременно коэффициент распределения субстрата меяду газом и раствором за счет дополнительного измерения растворимоств субстрата /10/. Условия ГЖХ аналяза и техника лзмерений были таь ими же, нак в работах /3,10/. В качестве внутреннего стандарта использовали н-бутан. [c.282]

Кинетику гидролиза и растворимость ЙХ в водных растворах изучали методом 1Ж /3,4/ при постоянной ионной силе /л (подцеркиващий электролит - КЧО ). Исходные вещества, техника измерений и расчета были такими как в работах /3,4/. При каждом составе раствора определяли константу скорости первого порвдка по ЙХ = и коэффициент распределения субстрата между газом и раствором о(.= ГШ /ГШ . Значения к я л суммированы в табл.1. Зосцроизводимость была с точностью до Л - 5-7%. Вкладом реакции ЯХ с растворителем в наших условиях мояно пренебречь /4/. [c.288]

Другой способ скрининга удивительно универсален. Как показал наш опыт —это прямое иммуноцитохимическое окрашивание фиксированных клеток (табл. 6.7). Данный метод очень удобен, поскольку под микроскопом приходится исследовать содеожимое только тех лунок, в которых после добавления субстрата развилась окраска, а характер распределения субстрата может дать большую информацию о специфичности антител. Поскольку планшеты могут храниться, с их помощью удобно исследовать взаимодействие антител, получаемых в результате одного слияния, с разными клеточными линиями. Возможности метода позволяют, кроме того, исследовать инфицированные вирусом или стабильно трансформированные клеточные линии. [c.185]

Распределение субстрата. В условиях равновесного распределения субстрата между раствором и ферментсодержащей матрицей /См.каж, входящая в уравнение (1), определяется следующим выражением [c.100]

Рис. 16. Схематическое изображение диффузии субстрата в плоскую мембрану толщиной I Прямая / описывает распределение субстрата в начальный момент времени (< = 0) прямвя 2—равновесное распределение субстрата в отсутствие ферментативной реакции в мембране кривая 3 — распределение субстрата при наличии ферментативного процесса в мембране после установления стационарного состояния

Справочник химика 21

Химия и химическая технология