Скорость, константа ферментативная

Преимущества этого метода перед другими состоят в следующем при его применении сохраняется постоянное значение pH и, следовательно, нет опасности изменения активности фермента вследствие изменений его ионизации метод сразу дает постоянную по большому числу точек кинетическую кривую, позволяющую рассчитывать необходимые кинетические константы ферментативной реакции метод позволяет измерять кинетику процесса практически при любых условиях расход времени на измерение скорости реакции весьма невелик при условиях нулевого порядка реакции обычно бывает достаточно проводить титрование в течение 3— 4 мин., зафиксировав 8—10 точек расхода щелочи метод может быть использован для исследования кинетики взаимодействия холинэстераз с ингибиторами. [c.149]

С другой стороны изучение ферментативных реакций в стационарном режиме имеет ряд существенных недостатков. Наиболее важным из них является то, что стационарная кинетика дает весьма ограниченную информацию о детальном кинетическом механизме ферментативной реакции. Стационарная кинетика, отражая лишь лимитирующие стадии процесса, практически не дает информации о быстрых , нелимитирующих стадиях превращения субстрата в активном центре фермента. Определение элементарных констант скорости многостадийной ферментативной реакции из данных стационарной кинетики не представ-ляется.возможным. Действительно, кинетика каталитической реакции, включающей п промежуточных соединений (схема 5.16), описывается 2 п + 1) константами скорости. Стационарная же скорость этой обратимой реакции независимо от числа промежуточных соединений, принимающих участие в механизме реакции, дается уравнением (см. гл. VI) [c.174]

Для вывода уравнения скорости этой ферментативной реакции запишем уравнение материального баланса по ферменту и выражения для констант диссоциации фермент-субстратного и фер-мент-ингибиторного комплексов [c.141]

При pH 7 измеренная константа Михаэлиса и максимальная скорость для ферментативного превращения фумарата в L-малат [c.328]

Таким образом, константа Михаэлиса численно равна концентрации субстрата (моль/л), при которой скорость данной ферментативной реакции составляет половину от максимальной . [c.137]

Уравнение (V. 16) показывает линейную зависимость/Ст от У , причем при экстраполяции прямой на ось ординат (т. е. на V = 0) на ней отсекается отрезок, равный К (см. рис. 7). Если при этом известна молярная концентрация фермента [Е]о, то по тангенсу угла наклона (а) прямой, равному 1/ +1 [Е]о можно определить к+1 и, следовательно, к-1, а затем и к+2, т. е. фактически все константы скорости, характеризующие ферментативную реакцию. [c.51]

Максимальная скорость большинства ферментативных реакций включает константу скорости, отражающую изменения ковалентных связей, так что соответствующий изотопный эффект можно интерпретировать непосредственно-в терминах механизма реакции. Отсутствие изотопного эффекта в реакции переноса водорода может быть вызвано одной из причин, обусловливающих малые изотопные эффекты, как это было описано выше для химических реакций, или может быть связано с тем, что скорость определяющей стадией реакции [c.217]

В активных центрах практически всех изученных до настоящего времени ферментов обнаружены кислотные или основные группы, причем активность проявляют только кислотно-основные группы в необходимом для катализа состоянии ионизации. Это приводит к зависимости кинетических констант ферментативных реакций от pH. Однако молекулярный механизм, с помощью которого в ферментах осуществляются изменения активности в зависимости от pH, до сих пор окончательно не выяснен. Дело в том, что появление оптимума pH можно объяснять по крайней мере двумя причинами, выбор между которыми нельзя сделать только на основании опытных данных зависимости скоростей ферментативных реакций от pH. [c.74]

Рис. 3.2. Зависимость скорости (и) ферментативной реакции от концентрации субстрата (5). Кривые 1 и 2 соответствуют двум ферментам с разными константами Михаэлиса К 2 <К м,

СОД является одним из быстродействующих ферментов константа скорости реакции ферментативной дисмутации анион-радикалов составляет 2-10 моль л Ч [c.260]

Часть 2. ПОРЯДОК ВЕЛИЧИН КОНСТАНТ СКОРОСТИ ДЛЯ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ [c.156]

Этот фермент действует весьма избирательно по отношению к структуре молекулы субстрата. В то время как константы скоростей щелочного гидролиза метиловых эфиров уксусной кислоты и Ы-ацетил-1-фенилаланина различаются весьма слабо (не более чем на порядок), ферментативный гидролиз аминокислотного субстрата протекает по крайней мере в 10 раз быстрее (см. табл. 24). [c.127]

Так как изменение ионной силы раствора избирательно влияет лишь на константу скорости ацилирования, для раздельного определения индивадуальных констант ферментативной реакции удобно применить метод, описанный в 2 настояшей главы. Согласно этому методу, в координатах Лайнуивера-Берка семейство [c.157]

Величина каталитической константы ферментативной реакции задается константами скоростей превращения всех продуктивно связанных позиционных изомеров субстрата со степенью полимеризации п (см. рис. И), нормированных на отнощение всех продуктивно и непродуктивно связанных позиционных изомеров (соотношение 44). Наконец, валовая константа скорости второго порядка йкат//Ст содержит микроскопические параметры только для продуктивно связанных позиционных изомеров (45). В свою очередь, микроскопические константы ассоциации субстрата с определеннымн сайтами активного центра связаны с показателями сродства (аффинности) сайтов соотношением (42), [c.65]

Как и в случае внутримолекулярных реакций, эффективная концентрация этих кислот (оснований) намного выше той, которая может быть достигнута при использовании аналогичных катализаторов, действующих межмолекулярно. Кроме того, при протекании реакции в активном центре фермента дополнительный выигрыш обеспечивается благодаря правильной ориентации реагирующих групп. Общее ускорение реакции достигается за счет как высокой эффективной концентрации общих кислот н оснований, так и правильной ориентации. Первым указанием на важную роль переноса протона в ферментативном катализе явился тот факт, что зависимость скорости большинства ферментативных реакций от pH описывается сравнительно простыми сигмоидными или колоколообразными кривыми. Отсюда следует, что для осуществления ферментативной реакции требуется небольшое число кислотных (основных) групп, находящихся в определенном состоянии ионизации. Действительно, проведенные позже исследования показали, что во многих случаях эти группы, которые обычно удается идентифицировать на основг -нии найденных из рН-зависимости константы скорости значений р/Са, на лимитирующей стадии каталитической реакции выступают в роли доноров или акцепторов протона (табл. 6.1). В биологических системах ферментативные реакции почти всегда протекают в среде с близкими к нейтральному значениями pH, когда концентрации ионов гидроксония и гидроксида минимальны. Неудивительно поэтому, что ферменты столь широко используют механизмы общего кислотно-основного катализа. [c.137]

Комплексы 12.8 и 12.9 с ионом цинка осуществляли гидратацию диоксида углерода с более высокой скоростью, чем соответствующие соединения без циклоамилозного фрагмента. При этом, как видно из табл. 12.8, абсолютные каталитические константы скорости на много порядков ниже соответствующих констант ферментативных процессов. [c.330]

Температурная зависимость констант скоростей для ферментативных реакций характеризуется рядом особенностей. Во многих случаях наблюдаются оптимальные значения констант при некоторых температурах, значительно меньщих темпера гуры [c.368]

Основные положения ферментативной кинетики, основанные на взаимоотношениях между ферментами и различными концентрациями субстратов, были разработаны еще в 1913 г. Л. Михаэлисом и М. Ментен. Предложенные ими уравнения, связывающие скорость реакции с концентрацией субстрата, в дальнейшем незначительно видоизменялись, однако общие принципы остались незыблемыми. Согласно этим принципам, фермент Е и субстрат 8 вступают в реакцию со скоростью, константа которой обозначается При этом образуется комплекс Е8, способный диссоциировать на исходные фермент и субстрат со скоростью, константа которой обозначается к В случае же продуктивной ферментативной реакции из этого комплекса со скоростью Ь1-деляются фермент и продукты превращения субстрата. Моносубстратную ферментативную реакцию можно записать следующим образом [c.73]

Это линейное уравнение Лайнуивера—Бэрка, благодаря которому возможно определять в одном эксперименте константу Михаэлиса и максимальную скорость исследуемой ферментативной реакции. [c.75]

В связи с этим в последние десятилетия в ферментативной кинетике получили развитие методы изучения предстационар-н ы X стадий процесса — методы нестационарной кинетики. Поскольку фермент-субстратные комплексы образуются обычно с очень большой скоростью (константы скорости имеют нередко величины 10 — 10 се/с ), исследование нестационарной кинетики требует применения специальных методов высокоскоростной регистрации хода процесса. С этими методами можно ознакомиться в специальной литературе [7, 8]. [c.20]

Если константу k+2 так или иначе удается измерить, то необходимо иметь в виду, что она зависит не только от химической природы реагирующих веществ, но также и от условий реакции (температуры, pH, состава электролитов среды, ионной силы и т. п.). Все эти факторы, как будет показано ниже, часто весьма существенно влияют на скорость реакции и, следовательно, на кинетические константы (в данном случае Кт и k+ . Поэтому при определении констант необходимо строго соблюдать определенные условия реакции. Пренебрежение учетом условий измерения кинетических констант ферментативных реакций привело к тому, что в обширной энзимологической литературе для одних и тех же реакций приводятся константы, часто весьма существенно различающиеся по [c.57]

Это и есть уравнение Михаэлиса-Ментен, т.е. уравнение скорости односубстратной ферментативной реакции. Оно выражает количественное соотношение между начальной скоростью реакции VQ, максимальной скоростью реакции Кщах и исходной концентрацией субстрата, связанных между собой через константу Михаэлиса-Ментен Км-В специальном случае, когда начальная скорость реакции в точности [c.235]

Диксон и Нейрат [152] попытались непосредственно наблюдать образование N-ацилимидазольных производных при ацилировании химотрнпсина -нитрофенилацетатом. В отличие от первоначальных результатов [138] эти исследователи показали, что на стадии ацилирования можно наблюдать быстрое увеличение поглощения при 245 ммк, которое затем медленно убывает со временем. Зная, что N-ацетилимидазол имеет .ма. с при 245 ммк и е 3-10 , можно рассчитать, что увеличение поглощен11я обусловлено ацилированием примерно 0,4 моля имидазольных групп в 1 моле химотрипсина. Кроме того, найдено, что константа скорости первого порядка, вычисленная по убыванию поглощения при 245 ммк, близка к константе скорости деацилирования 6-хи-мотрипсина, измеренной по появлению ферментативной активности. Показано, что скорость восстановления ферментативной активности, в свою очередь, соответствует скорости деацилирования N-ацетилимидазола. Однако в настоящее время считают, что поглощение при 245 ммк не связано со стадией ацилирования, а характеризует физическое состояние белка [15, 161]. [c.281]

Мы не будем рассматривать здесь решения уравнений на осн.ове упрощений Анри — Михаэлиса — Ментен и Ван-Слайка — Каллена. В настоящее время нз1 опи-лось много данных, свидетельствующих о том, что эти упрощения не с тветствуют экспериментальным данным. Относительные значения индивидуальных констант скоростей в ферментативных реакциях различаются не столь сильно. Как следует из фиг. 5 и из высказанных выше соображений, предположение о стационарности процесса служит более надежной базой развития ферментативной кинетики .. [c.48]

Эйген [151] представил зависимость lg (константа скорости транспорта протона) от Ар/С (разница в значениях р/С для донора и акцептора). По этим данным, скорость процесса только тогда лимитируется диффузией, когда р/С акцептора на 2—3 единицы больше, чем у донора. А если р/С донора выше, чем у акцептора, lgfe линейно уменьшается с увеличением Ар/С. Используя наименьшее значение для р/Са (- 7), можно заключить, что переход протона к молекуле Н2О из раствора требует значения р/С акцептора для Н3О+ около —1,7. Следовательно, для прямого перехода протона от координированной у цинка молекулы воды в раствор необходимо, чтобы Ар/С —9. Поэтому даже при самых благоприятных обстоятельствах к не может быть больше 10 —10 С . Тем не менее наблюдаемая на опыте константа скорости для ферментативной реакции псевдопервого порядка составляет 10 с . Некоторые исследователи предполагают транспорт протона от соседнего имидазольного ядра с образованием иона имидазолия [26, 27, 31—33]. Однако и в этом случае вопрос не снимается, так как передача имидазольного протона к воде из раствора также происходит с константой скорости порядка 10 с [151]. [c.616]

Логари ы отношения констант скоростей ингибирования ферментативной активности под действием ФОИ с йзо-разветвленным и нормальным радикалами характеризует изыекение взаимодействия радикала с гидрофобным участком фермента при замене одного водорода на -СН3 в "изо-положении" нормальной цепи. [c.981]

Рис. 2. Зависимость логарифма константы скорости торможения ферментативной активности под действием О-н-алки-5-н-бутилметилт"иофосфонатов от длины 0-алкильного ра-дикала(/9-число метиленовых групп в радикале/ ,)

В настоящее время метод остановленной струи широко приме-ляется для решения многих задач химической кинетики установление механизмов химической реакции, определение стадий, лимитирующих протекание реакции обнаружение промежуточных комплексов, определение кинетики ферментативных реакций, установление числа и концентрации активных центров фермента, изучение быстрых конформационны5( переходов в белках и нуклеиновых кислотах. Метод требует быстрой регистрации это единственное существенное ограничение его применимости. Особое внимание при применении метода остановленной струи необходимо уделять тер-мостатированию, так как разница в температурах в кювете наблюдения и растворе смеси реагентов может привести к большим оптическим ошибкам, затрудняющим установление механизма наблюдаемой реакции. Точность определения констант скоростей данным методом примерно такая, как и при обычных спектрофотометрических измерениях кинетики химических реакций. [c.28]

Постоянство оптической плотности раствора реакционной смеси на какой-то длине волиы свидетельствует о том, что концентрация вещества, поглощение которого на данной длине волны значительно больше, чем поглощение других комиоиентов реакционной смеси, остается постоянной в течение опыта. Современные двухволновые спектрофотометры открывают широкие возможности в химической кинетике. Использование их позволяет фиксировать не оптическую плотность иа одной длине вол Ны, а разность оптических плотностей на двух длинах волн. Эти длины волн могут быть выбраны таким образом, что вклад остальных компонентов в поглощение будет пренебрежимо мал и вся регистрируемая разность оптических илотиостей может быть отнесена к исследуемому компоненту. Если поддерживать постоянной концентрацию поглощающего вещества в условиях, когда остальные компоненты реакционной смеси находятся в избытке, то реакция будет протекать с постоянной скоростью, т. е. кинетическая кривая в координатах расход титраита (поглощающего реагента) — время будет представлять собой прямую с тангенсом угла наклона, равным начальной скорости реакции при выбранной копцентрации вещества. Возможность растянуть таким образом начальный период реакции позволяет с большей точностью измерить ее начальную скорость, а следовательно, и константу скорости реакции. Это особенно важно при изу-чении ферментативных процессов. Пусть в системе осуществляется реакция по уравнению [c.283]

Несмотря на указанные. ограничения (которые на скорость диффузии лиганда к сорбционному центру накладывает стерические затруднения со стороны отдельных фрагментов поверхностного ело белковой глобулы), константы скорости для истинных субстратов все же остаются, как правило, большими, если сравнивать их со скоростями обычных (н ерментативных) химических процессов второго порядка (см., например, табл. 2). С другой стороны, в силу высокой эффективности ферментативного катализа (и, следовательно, в силу огромных скоростей химических превращений, идущих на активных центрах ферментов) сорбция субстрата на ферменте в ряде случаев может лимитировать валовую скорость катализируемой (еакции [641 (см. гл. VII). [c.31]

ХЬУ, не содержащих карбоксильной группы величина lg o линейно зависит, причем с очень небольшим наклоном, отДр/Са- Введение карбоксильной группы в анионной форме приводит к положительному отклонению от этой прямой. Как видно из рис. 23, участие карбоксилатаниона несомненно приводит к ускорению, однако оно невелико (приблизительно в 3 раза) и, по мнению авторов [60], не может играть существенной роли в ферментативном катализе. При переходе от водного раствора к ацетонитрилу, содержащему 3,3 М воды, эффект почти не усилился. Константа скорости гидролиза ХЬП в этом растворителе лишь в 4,5 раза выше константы скорости гидролиза ХЬП б, причем также почти не изменились и абсолютные скорости гидролиза этих соединений. В этом состоит определенное отличие этой системы от предыдущих, где было найдено, что реакция в неводном растворителе сильно тормозится, но зато и сильно ускоряется карбоксилатными анионами. [c.103]

Однако наклон прямой б, соответствующей мицеллярной реакции, несколько меньше, чем в случае ферментативного процесса (пунктир). Это связано с тем, что алкоксильный анион в мицелле расположен в гидратированном поверхностном слое (а это снижает эффективность гидрофобного взаимодействия). Действительно, если нуклеофил несколько углублен в мицеллу, что происходит в случае бензимидазольного аниона [ПО], то специфичность мицеллярного катализа (точки на пунктире) вполне соответствует ферментативному (пунктир). Различия в константах скоростей реакций с участием наименее (ацетат) и наиболее гидрофобногЬ (гептаноат) субстратов превышают два порядка (рис. 29). [c.121]

Константы скорости второго порядка для ферментативного (химотрипсин) и щелочного гидролиза метиловых афиров некоторых карбоновых, в том числе а- -ацетия-1-аминокислот [21] [c.128]

Зависимость скоростей реакций, катализируемых химотрипсином, от pH обнаруживает оптимум при pH 8. [42]. Механизм зависимости химотрипсино-. вого катализа от pH заключается в следующем [6—9, 13, 43, 44]. Эффективные константы скоростей химических стадий ферментативной реакции 2 и сохраняют постоянное значение при щелочных и нейтральных значениях pH, но при дальнейшем понижении pH они уменьшаются. Сигмоидальный характер этих зависимостей указывает на участие в катализе ионогенной группы фермента с рЛГа7. Многие годы полагали, что этой группой является имидазольный фрагмент His-57, однако позднее она была идентифицирована как карбоксил Asp-102 [45]. Ее протонизация разрушает водородные связи в составном нуклеофиле (рис. 32), что приводит к потере ферментом каталитической способности. [c.132]

Сравнение констант скоростей второго порядка для ферментативного щелочного гидролиза некоторых производных N-aцeтил-L-фeнилaлaнинa [c.133]

Уравнение (4.27) означает, что величина специфического эффекта в скорости ферментативной реакции линейно возрастает с увеличением показателя гидрофобности я субстратной группы R. Это находится в резком диссонансе с данными по модельной реакции щелочного гидролиза этиловых [107—109] или л-нитрофениловых [110—112] эфиров тех же карбоновых кислот, где константа скорости второго порядка практически не зависит от длины алифатической цепи. В ферментативной же реакции с увеличением углеводородного фрагмента в субстратном остатке понижается свободная энергия активации примерно на —600 кал/моль (—2,5 кДж/моль) на каждую СНа-группу [что следует из (4.27)], если учёсть, что значение я для СНа-группы равно 0,5. Найденное значениеЛЛ <7 согласуется с величиной свободной энергии сорбции на активном центре алифатических соединений (см. 4 этой главы). [c.149]

Совершенно другую картину имеем в случае специфического ацилфермента. Так, константа скорости ферментативного гидролиза (йз/55) одного из наиболее специфических соединений, Ы-ацетил-1-фенилала-нилхимотрипсина, практически совпадает с константой скорости для щелочного гидролиза метилового эфира Ы-ацетил-1-фенилаланина (см. табл. 30). Можно думать, что щелочной гидролиз более близкой к ацилферменту неферментативной модели, а именно 0-(Ы-ацетил-1-фе-нилаланил)-1 -ацетилсерннамида [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология