Михаэлиса—Ментен механизм

Ферментом, кинетические свойства которого при разных pH изучены лучше, чем свойства остальных ферментов, является химотрипсин хорошо известны его структурные особенности и механизм каталитического действия. Чрезвычайно широкая специфичность химотрипсина и, следовательно, возможность использования различных субстратов позволяет исследовать простой механизм Михаэлиса — Ментен, механизм с накоплением промежуточных соединений, обнаруживать непродуктивное связывание и анализировать механизм Бриггса — Холдена с изменением природы лимитирующей стадии при варьировании pH. [c.179]

Исследования кинетики ферментативных реакций в стационарном режиме — один из наиболее распространенных способов изучения механизма действия ферментов. Это определяется рядом особенностей ферментативных реакций и прежде всего тем, что для ферментативных реакций стационарное состояние устанавливается весьма быстро. Для простейшей схемы ферментативного процесса с участием одного промежуточного соединения (схема Михаэлиса — Ментен) [c.171]

Для реакций, протекающих по более сложным механизмам (по сравнению с механизмом Михаэлиса—Ментен), стационарное состояние существует лишь при некоторых дополнительных условиях, определяемых соотношением констант скоростей индивидуальных стадий. Так, например, для обратимой ферментативной реакции с участием одного промежуточного соединения [c.173]

Приведем примеры графов линейных механизмов. Простейший механизм ферментативной каталитической реакции — это схема Михаэлиса — Ментен 1) Е + S ES, 2) ES-> Р + S, где S, Р — соответственно субстрат и продукт Е, ES — различные формы фермента (энзима). Граф превращений интермедиатов этого механизма изображен на рис. 1.3, а. [c.78]

Механизмы I класса. Это известная схема Михаэлиса — Ментен 1) E + S=i ES, 2) ESР + S с брутто-уравнением SР. Это двухстадийные одномаршрутные механизмы, удовлетворяющие схеме Темкина — Будара, например, 1) Z + HjO Z0 + На, 2) Z0 + + СО Z + СО2 с брутто-уравнением Н2О + СО Нз + СО2. Это одномаршрутный механизм окисления водорода на оксидах переходных металлов IV периода [38] [c.122]

Было найдено значительное число реакций, подчиняющихся закону Михаэлиса — Ментен [уравнение (142)], и определено большое число констант Михаэлиса, иногда даже в некотором температурном интервале. Однако на основании этого эмпирического закона нельзя установить механизм процесса, так как возможно, что в более сложных случаях можно прийти к тому же уравнению для скорости реакции, например при механизме [c.286]

Однако основные положения расчетного уравнения Михаэлиса—Ментен, а также позднее предложенных уточненных уравнений (Герберта и др.) применяют и к описанию сложного комплексного механизма биохимического окисления загрязнений сточных вод, когда одновременно протекают самые разнообразные реакции с участием множества различных ферментных систем. Разумеется, такое применение указанных уравнений вызывает целый ряд возражений, но оно может быть оправдано, если точность получаемых результатов оказывается достаточной для решения технических задач. [c.376]

Механизм Михаэлиса — Ментен. Простейший из возможных механизмов описывается уравнением (VI.8), в котором С (катализатор) следует заменить на Е (фермент). Это — обратимое образование комплекса между А и Е с последующим практически необратимым расщеплением этого комплекса, в результате которого образуется продукт и регенерирует свободный фермент. В особом не часто встречающемся случае, когда к-г., уравнение (VI. 12) приобретает вид [c.170]

Мнение было ошибочным. Действительно, системы уравнений, описывающих кинетическое поведение реакции для двух обсуждаемых механизмов, различны, следовательно, должны наблюдаться различия и в уравнениях, представляющих решение этих систем. В самом деле, для схемы с промежуточным реакционноспособным комплексом (схема Михаэлиса — Ментен) концентрация промежуточного соединения при начальных условиях /=0, Х=0 дана уравнением [c.11]

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

Если написать на основании этого механизма кинетическое уравнение для прямой реакции, то по форме оно не должно отличаться от уравнения Михаэлиса — Ментен в том смысле, что оба они являются уравнениями гиперболы. Определение величины наклона кривой и точки пересечения по методу Лайнуивера — Берка позволяет найти константы Км и Ушах- Однако если механизм достаточно сложен, то в величину Км входят добавочные константы скорости реакции, и в этом случае интерпретировать ее не так просто. [c.350]

В действительности гиперболическая форма, характерная для уравнения Михаэлиса — Ментен, может получаться при самых разных механизмах реакции. Поэтому, когда допускают, что механизм реакции соответствует простому механизму, описываемому уравнениями (6.33) — (6.35) или уравнением (6.53), лишь на основании линейности графиков Лайнуивера — Берка, необходимо соблюдать осторожность. [c.350]

На основании результатов этих экспериментов можно сделать предположение о том, что вторичные комплексы нельзя более рассматривать как комплексы субстрат-энзим по Михаэлису-Ментену, а следует считать промежуточными соединениями, так же как свободные радикалы и семихиноны, так как для всех трех классов соединений возможны стадийные пути реакции. Следовательно, общепринятый механизм пероксидазного действия нуждается в пересмотре. [c.239]

Задание методом квазиравновесных концентраций получите уравнение для начальной скорости ферментативной реакции (5 -> Р), протекающей по предложенному Л.Михаэлисом и М. Ментеном механизму, с учетом условия [8]о [Е]о- Каким образом определяют параметры этого уравнения [c.246]

Строгие экспериментальные доказательства рассмотренного механизма действия ферментов впервые получили Л.Михаэлис и М. Ментен (1913). Эти же ученые вывели формулу зависимости стационарной скорости ферментативной реакции Уст от концентрации субстрата (уравнение Михаэлиса — Ментен) [c.419]

Простой механизм Михаэлиса—Ментен [c.45]

Простейший механизм Михаэлиса—Ментен для ферментативной реакции можно представить следующей схемой [c.45]

РИС. 16.6. Зависимости концентраций промежуточных форм фермента от pH в случае механизма Михаэлиса — Ментен с участием одной промежуточной формы фермента [уравнение (16.48)]. А. Кривые для рК , = 5 и pK JX = 10. Б. Кривые для рК = 7 и рК , = 8. [c.56]

В связи с этим нет необходимости использовать предположение о стационарном режиме протекания реакции. Первый из опрошенных студентов утверждает, что по форме уравнение скорости в случае схемы (А) не отличается от выражения Михаэлиса—Ментен для следующего простого механизма [c.82]

Применим оценку (III.14) к различным механизмам класса I, приведенным вьпне. Рассмотрим их по порядку. Для механизма Михаэлиса — Ментен брутто-реакция имеет вид S Р, и сх = 1, прод = 1, s = l-bl = 2. Для конверсии СО брутто-уравнение представляется как НгО + СО =5= СОг + Нз, Иисх = Ипрод = 2, S = 2. Для окисления водорода па оксидах переходных металлов IV периода [c.123]

Мы уже отмечали, что стадии (3) и (4) в схеме (15.16) могут играть определяющую роль в возникновении неустойчивости. Однако их вклад в производство избыточной энтропии положителен. По-видимому, они играют роль, в некотором смысле сходную с ролью диффузии, которая также дает положительный вклад, но пр.иводит к дестабилизации системы путем расширения набора допустимых возмущений. В биохимических реакциях такие стадии часто встречаются V может быть ферментом, а наличие стадии типа (3) и (4) в схеме (15.16) соответствует классическому механизму Михаэлиса — Ментен [116]. [c.232]

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]

Представление о фермент-субстратном комплексе было выдвинуто для объяснения зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. Позднее наблюдение над тем, что кинетика поглощения катионов растительными тканями подчиняется уравнению Михаэлиса—Ментен, было принято за доказательство существования комплексов, переносящих катионы [12]. Метод кинетического анализа можно назвать методом исключения . Если кинетика реакции, вытекающая из предполагаемого механизма, не соответствует экспериментально полученным результатам, нужно отвергнуть исходное предположение. Однако иногда ряд возможных механизмов реакции приводит к одному и тому же уравнению скорости и потому нельзя сделать выбор между этими механизмами. Например, кинетические данные, укладывающиеся в теорию Михаэлиса — Ментен, соответствуют представлению о фермент-субстратном комплексе, но возможны и другие механизмы реакции. Так, Медведев [24] предложил теорию ферментативного действия, согласно которой комплекс, образуемый ферментом и субстратом, каталитически не активен. Медведев предположил, что скорость ферментативной реакции пропорциональна концентрации молекул фермента, участвующих в неэластических столкновениях, т. е. столкновениях, при которых происходит перенос кинетической энергии. [c.58]

Изучение реакций моно- и диизоцианатов со спиртами и гликолями, катализируемых полимерами 4-винилпиридина и его сополимерами со стиролом, показало, что первый порядок скорости реакции по реагирующим веществам, в отличие от процессов на низкомолекулярном аналоге — пиридине, пе выполняется К. п. активней низкомолекулярного катализатора в области малых концентраций реагирующих веществ, причем его каталитич. активность растет пропорционально содержанию стирола в сополимере. Увеличение концентрации реагирующих веществ приводит к запределиванию скорости реакций, катализируемых полимерами. Аналогичная ситуация имеет место в случае ферментативных реакций, протекающих через стадию образования фермент-субстратного комплекса и подчиняющихся кинетике Михаэлиса — Ментен. Предполагается, что макромолекулы в р-ре свернуты в клубки, легко проницаемые для молекул реагирующих веществ. Т. к. объем клубков обычно на несколько порядков превышает объем вступающих в реакцию молекул низкомолекулярных соединений, значительная часть каталитич. актов протекает внутри таких клубков. Последние можно представить как микрофазы с определенной растворяющей способностью по отношению к реагирующим веществам и, следовательно, присущей им концентрацией реагирующих веществ, как правило, отличающейся от концентрации веществ вне полимерных клубков. Более высокая концентрация реагирующих веществ в полимерном клубке, обусловленная большей растворяющей способностью клубка по сравнению с растворителем,— основная причина, по к-рой активность К. п. в области малых концентраций реагируюпщх веществ выше активности низкомолекулярного катализатора. В этой связи становится понятным, почему эффективность К. п. выше в плохих растворителях. Причина аапределивания скорости реакции, наблюдаемого при катализе полимерами, по-видимому, связана с насыщением полимерных клубков реагирующими веществами. Эффект увеличения скорости реакции с повышением содержания стирола в сополимере приписывается специфич. взаимодействию ароматич. ядер стирола, входящего в состав катализатора, и реагентов, в данном случае л, л-взаимодействию. Энергии активации реакций фенилизоцианата с метиловым спиртом, катализируемых низкомолекулярными и полимерными катализаторами, одинаковы, что указывает на идентичность механизмов реакции. [c.479]

Следовательно, к ку характеризует степень эффективности фотохимического механизма, действующего на поверхности хлоропласта. Маскелл предположил для простоты , что сопротивлением диффузии дыхательной СО2 к поверхности хлоропласта можно пренебречь или можно считать его незначительным по сравнению с сопротивлением при диффузии СО2 из листа наружу (в настоящее время имеется доказательство, что это предположение несправедливо см. стр. 54). Он объединил уравнение Михаэлиса — Ментен с диффузионным уравнением [c.139]

Несмотря на то что схема (1.7) и уравнение Михаэлиса — Ментен не соответствует на молекулярном уровне ни одному механизму реакции, его использование получило большое распространение. Это одно из фундаментальных уравнений ферментативной кинетики. Уравнение Михаэлиса — Ментен феноменологически описывает практически все ферментативные реа1кции, а наблюдаемые отклонения, как правило, связаны с усложнением простейшей схемы. Дело в том, что уравнение Михаэлиса — Ментен отражает фундаментальную особенность ферментативных реакций — участие в механизме процессов лабильных промежуточных соединений субстрата и активного центра фермента. [c.12]

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]

Известен большой класс ферментативных реакций, для которых уравнение Михаэлиса — Ментен не описывает экспериментально наблюдаемой зависимости ско рости от концентрации субстрата. Эти случаи связаны со значительными изменениями в механизме реакции , как правило, вызывают интерес исследователей, поскольку эффекты такого рода имеют большое регуляторное значение. Известно иесколько механизмов, приводящих к неми-хаэлисовым завйсимостям скорости реакции. Все эти механизмы связаны со взаимодействием с ферментом нескольких молекул субстрата. Отклонения могут быть вызваны ингибированием или активацией реакции избытком субстрата, а также аллостериче-скими эффектами. [c.21]

Чтобы объяснить зависимость максимальной скорости реакция от концентрации ионов водорода, еобходимо постулировать наличие некоторых дополнительных стадий в обсуждаемых выше простейших кинетических схемах с участием гидрогеназ. Можно предложить два основных механизма, которые объясняют эффект насыщения зависимости максимальной скорости от pH. По своей сущности эти схемы различаются, как различаются рассмотренные выше кинетические схемы Михаэлиса — Ментен и Анри. [c.43]

В соответстчзии с методологией кинетического исследования ниже будет рассмотрено (1) кинетическбе описание ферментативных реакций, протекающих в соответствии со схемой Михаэлиса— Ментен с учетом инактивации фермента по одному из указанных выше механизмов при истощении системы по субстрату в процессе ферментативного превращения (2) сопоставление кинетических зависимостей для различных механизмов инактивации с целью дискриминации различных механизмов, приводящих к потере каталитической активности (3) выявление общих закономерностей процессов, не зависящих от механизма инактивации, и (4) решение обратной задачи — определение истинных характеристик ферментативной реакции и процесса инактивации фермента. [c.107]

Галофильные свойства механизма переноса Na+ у морских беспозвоночных. В контексте этой главы наибольший ннтерес для нас представляет зависимость системы активного переноса Na+ от концентрации Na+. Эта зависимость соответствует кинетике насыщения Михаэлиса — Ментен, что позволяет количественно оценить кажущееся сродство системы к ее главному неорганическому субстрату — Na+. Как выяснилось, кажущаяся величина Кш для Na+ в весьма отчетливой форме зависит от экологии данного вида. [c.146]

Специальными экспериментами, проведенными И. В. Скирдовым (ВНИИ ВОДГЕО), было показано, что влияние концентрации субстрата на скорость процесса биологической очистки может быть описано уравнением Михаэлиса — Ментен. Влияние дозы ила на скорость биологической очистки лучше описывается уравнением Н. Д. Иерусалимского (с учетом ингибирования процесса продуктами метаболизма). Совместное влияние концентрации субстрата и растворенного кислорода в очищаемой воде удовлетворительно описывается уравнением бисубстратной реакции, протекающей по механизму двухтактного замещения. Математическая модель процесса биологической очистки в аэротенках, предложенная И. В. Скирдовым, включает систему кинетических уравнений, которыми описаны следующие явления сорбции субстрата активным илом (по уравнению Ленгмюра), скорости роста биомассы с учетом влияния концентрации кислорода и микроорганизмов, скорости образования продуктов окисления, скорости потребления субстрата на поддержание жизнедеятельности (энергетический обмен), скорости отмирания бактерий, скорости образования автолизата и скорости образования инертной части биомассы ила. [c.173]

Фотореактивация. Это фотобиологический процесс, направленный на устранение УФ-индуцированных летальных фотопродуктов ДНК. Механизм этого процесса предполагает участие специального фоточувствительного фермента фотолиазы, субстратом которого являются только пиримидиновые димеры. Фотореактивация приводит к распаду димеров пиримидина. Кинетические закономерности реакции фотоферментативного расщепления димеров соответствуют кинетике классических ферментативных процессов, описываемых по схеме Михаэлиса—Ментен [c.443]

Аллостерические и кооперативные свойства иммобилизованных олигомерных ферментов. Выше были рассмотрены в основном те ферменты, кинетика действия которых подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен. Однако в природе наиболее распространенными являются аллостерические ферменты. Основная особенность этих ферментов состоит в том, что регуляция их активности под действием субстратов, продуктов и других метаболитов клетки осуществляется по кооперативному механизму (подробно об этом явлении и его кинетическом описании см. в монографии Б. И. Курганова Аллостерические ферменты , 1978). [c.117]

В настоящее время не вызывает сомнения, что решающая роль в механизме кооперативной регуляции активности принадлежит конформационной подвижности белков. Поскольку иммобилизация иногда существенно ограничивает ее, то кооперативные и аллостерические свойства олигомерных ферментов в иммобилизованном состояния часто отличаются от свойств этих ферментов в гомогенном растворе. При этом иногда уменьшается или даже совсем исчезает 8-образный характер зависимости скорости реакции от концентрации субстрата или аллостери-ческого лиганда. Эти зависимости могут трансформироваться в сигмоидальные, которые характерны для ферментов, действующих в соответствии с кинетическим уравнением Михаэлиса — Ментен. [c.117]