Сродство фермента к субстрату, мера

К-рые по экспериментальным данным позволяют определять V и К . Еще более сложный вид имеют ур-ния кинетикн двухсубстратных ферментативных реакций, в особенности обратимых реакций, в к-рых фермент-субстратные комплексы претерпевают многостадийные иревращения. Однако в значительном числе случаев, исследуя завпсимость начальной скорости реакции от концентрации субстрата, оказывается возможным вычислить основные кинетич. константы — максимальную скорость реакции (К) и константу Михаэлиса (К ). В случав простых механизмов (см. выше), если известна молярная концентрация фермента, по величине V может быть рассчитана константа скоростп распада фермент-субстратного комплекса, поскольку /с-)-2=7/[Е] ). Нетрудно видеть, что эта величина представляет собой молекулярную активность фермента. Величина константы Михаэлиса даже для простейших ферментативных реакцпй более сложна для интерпретации, поскольку определяется соотношением трех констант скорости. В случае, когда к+ <к х, К хк Цк 1 = К , следовательно, представляет константу диссоциации комплекса Е8 на Е и 8, к-рая в ферментативной кинетике наз. константой субстрата и обозначается К . Константа субстрата служит мерой сродства фермента к субстрату (сродство обратно пропорционально величине А д) и, следовательно, является важной мерой каталнтич. эффекта Ф. Кон- [c.208]

Константа диссоциации комплекса Ад, характеризующая меру сродства фермента к субстрату, равна [c.254]

Для холинэстеразы значения Кт вдвое превышают величину К -Разумеется, и в этом случае не исключается неточность в измерении К , однако все эти данные заставляют с большой осторожностью подходить к оценке Кт в качестве меры сродства фермента к субстрату и настоятельно искать пути раздельного определения /Ст и /Сз. [c.47]

Михаэлиса невозможно судить о том, в какой мере сопоставление максимальных скоростей отражает различия в сродстве разных субстратов к ферменту. В общем случае это ошибочно. С этой же точки зрения может быть подвергнута критике и предыдущая цитированная работа, где сопоставлялись скорости реакции при концентрациях субстратов, различающихся почти в 20 раз. [c.237]

Здесь - константа скорости образования фермент-ингибиторного комплекса аналогична - константе скорости образования комплекса Михаэлиса, к аналогична к J , а к аналогична к 2 Авторы установили, что при взаимодействии ФОИ различного строения с ХЭ меняется только величина к , тогда как величины к и к если и изменяются, то лишь в узких пределах. Сделав допущение, что аналогичные соотношения имеют место и при реакции ХЭ с субстратами, авторы вывели формулу для оценки сродства различных субстратов к ХЭ, Мерой такого сродства они предлагают считать отношение У к, обозначенное ими через г [c.364]

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]

Это уравнение идентично уравнению Михаэлиса с той разницей, что Кт заменено на Кз- При Л+2<С/г 1 константа Кт приближается к Кз и, таким образом, является мерой сродства фермента к суб-страту. В стационарных условиях, однако, не следует судить о сродстве по величине Кт. Несмотря на это, величины Кт и тах представляют собой важные кинетические параметры, так как они полностью определяют зависимость скорости от концентрации субстрата для данного фермента. [c.23]

Константа Михаэлиса имеет большое значение при изучении ферментативных реакций, так как она служит мерой сродства между ферментом и субстратом чем больше их способность к образованию комплекса Е5, тем меньше Кт, и наоборот. Значение константы Михаэлиса зависит от природы исследуемого фермента, а в тех случаях, когда он действует на несколько субстратов, — и от природы субстрата, на который он действует. [c.151]

Величина численно равна концентрации субстрата, при к-рой скорость р-ции равна /2 поэтому часто служит мерой сродства субстрата и фермента, однако это справедливо лишь, если К/ K . [c.81]

Хотя экспериментально это не доказано, есть основания думать, что натриевый насос у всех видов по крайней мере отчасти состоит из Na K -АТФазной системы. Специфические свойства фермента — векториальный компонент, константы сродства, потребность в противоионах — могут быть у разных видов различными, но общая стехиометрия, последовательность связывания Na- и других субстратов, короче говоря, общая природа активных участков на белковой молекуле, согласно принятым представлениям, в основе своей одинакова у всех животных, у которых имеется Na+K -АТФаза. Это представление согласуется с современными данными об эволюционной консервативности активных участков белковых молекул. [c.146]

Из опытов по изучению скорости реакции при разных концентрациях субстрата можно непосредственно определить Кт, но не Кз- Во многих случаях величина Кт несущественно отличается от Кз и может служить в известной мере критерием сродства субстрата к ферменту. Так как, согласно определениям, [c.226]

Следует отметить, что уравнение (4.13) выведено для равновесных условий при отсутствии в системе субстрата. Если в реакционную смесь внесен субстрат, то кинетические соотношения становятся гораздо более сложными, поскольку для всех типов ингибирования (за исключением чистого неконкурентного ингибирования) добавление субстрата приводит к смещению равновесия между свободным и связанным ингибиторами. В том случае, когда связывание субстрата происходит очень быстро, единственно возможный подход к выяснению механизма действия ингибитора состоит в отыскании полного решения сложных уравнений, описывающих конкурентное ингибирование в области В. К счастью, по крайней мере для некоторых ингибиторов, обладающих высоким сродством к ферменту, высвобождение ингибитора из комплекса EI происходит настолько медленно, что смещением равновесия Е -Ь I EI под действием субстрата можно пренебречь. Например, Майерсу [117] удалось описать ингибирование псевдо-холинэстеразы мощным конкурентным ингибитором Nu 683 при помощи уравнения (4.13). Таким образом, низкая скорость взаимодействия фермента с ингибитором привела фактически к тому, чтр торможение реакции приобрело характер неконкурентного ингибирования. Рассматривая только случай 50 %-ного ингибирования (а = 0,5), Майерс преобразовал уравнение (4.13) к очень простому виду [c.101]

Для случая кз С к2 Км = АГд в уравнении 6.3-13, которое, таким образом, становится особым случаем уравнения 6.3-17. Следовательно, при кз Аг константа Км представляет собой всего лишь меру сродства фермента к субстрату, так как только в этих условиях она становится равной Кз. С другой стороны, Км представляет собой эмпирическую константу, совпадающую с концентрацией субстрата, когда скорость реакции достигает половины своей максимальной величины VmtLx (рис. 6.3-2). Если Км = [8], то поскольку з[Е]о = тах1 уравнение 6.3-17 упрощается [c.346]

Константа Михаэлиса в определенной мере характеризует сродство фермента к субстрату. Так как эта величина является аналогом константы диссоциации комплекса Е8, то чем ниже А м, тем выше сродство. В то же время Кц, как следует из (6.6), превышает констант диссоциации коьшлекса Е8. Как видно нз уравнения (6.9), А м численно равна значетио а, при К07 0р0м достигается значепие скорости, равное половине от К ах- [c.211]

В самом деле, значительно больших каталитических эффектов следует ожидать, если какие-либо звенья макромолекулы-носителя (звенья X на рис. 2), обладающие повышенным сродством к субстрату, образуют подходящую специфическую структуру (нечто вроде полости) с встроенным в нее активным центром (Е). В последнем случае наряду с концентрационным фактором может быть достигнута и благоприятная ориентация реагирующего участка адсорбированной молекулы субстрата (8) относительно активного центра, что приведет к дополнительному повышению скорости реакции. Кроме того, доступность активного центра для молекулы субстрата окажется в зависимости от ее геометрических размеров и формы. Это дает возможность повысить избирательность действия, обусловленную чисто структурными факторами. Наконец, другие функциональные группы макромолекулы-носителя (V и 2 на рис. 2) могут, вообще говоря, специфически активировать адсорбированный субстрат или каталитический центр, т. е. действовать согласно с ним, способствуя тем самым каталитическому превращению (полифунк-циональный катализ). Синтез макромолекулярной системы, при действии которой сочетаются все перечисленные выше факторы, в первом приближении означает синтез принципиального аналога фермента. Однако очевидно, что для реализации последних двух факторов необходимо соблюсти достаточно жесткие структурнодинамические требования. Иными словами, архитектоника макромолекулы как целого или по крайней мере достаточно большой ее области, прилегающей к каталитически активной функциональной группе, в искусственном ферменте, как и в естественном, должна играть определяющую роль. [c.286]

Известны и другие ферментные системы, которые, подобно системе ацетилхолинэстераз радужной форели, акклимированной к 12 °С, состоят одновременно из нескольких изоферментов с различной зависимостью Ки от температуры. Одна из таких систем — изоцитратдегидрогеназа радужной форели. Оказалось, что в популяции можно обнаружить ряд фенотипов, различающихся по этому ферменту, причем влияние температуры на катализируемую им реакцию в большой мере зависит от количественных соотношений между содержанием различных изоферментов в клетках (рис. 91). У особей, имеющих только изофермент Аг, не обнаруживается положительной температурной модуляции, тогда как у особей, обладающих помимо изофермента кг также изоферментами В2 и Сг, отмечается компенсаторное уменьшение сродства фермента к субстрату при температурах выше 10 °С. Можно думать, что особи, имеющие все три изофермента, получают некоторое преимущество, так как активность изоцитратдегидрогеназы не будет у них подвержена таким резким колебаниям в летний период, как у особей, обладающих только изоферментом Аг. У последних, возможно, существует какой-то иной путь регуляции активности этого фермента при изменчивых летних температурах. [c.281]

Из опытов по изучению скорости реакции при различных концентрациях субстрата можно непосредственно определить Кт, но не К . В большинстве случаев, однако, величина Кт несущественноотличается от и поэтому может служить в известной мере критерием сродства фермента к субстрату. Но она всегда будет больше, чем величина Кд. При условии, что feg < k , Km = Яд. , [c.129]

Такой вид хроматографии ферментов часто называют аффинной хроматографией . В этом названии подчеркивается, что метод основан на сродстве (а1 1п11у) фермента субстрата соответствующему ферменту, иммобилизованному на адсорбенте. Однако все виды хроматографии основаны в той или иной мере на взаимодействии веществ с сорбентом, т. е. на сродстве между ними. Более точным, отражающим существо метода, является термин биоспецифическая хроматография . [c.249]

Доказать выполнимость допущения, что У = vIV, очень трудно ( или даже невозможно). Однако обычно обойтись без него не удается, так как пытаться интерпретировать кинетические данные для кооперативных ферментов, не вводя никаких упрощающих предположений, — задача совершенно безнадежная. Это не является, конечно, свойством только симметричной модели — все другие модели кооперативности также построены при некоторых допущениях. Предположение о том, что У = vIV, имеет по крайней мере то достоинство, что оно кажется весьма правдоподобным, чего нельзя сказать о ряде других допущений, используелшх в симметричной модели. Таким является, в частности, основное допущение о симметрии конформации белковой молекулы, чья спорность не уменьшается от того, что его часто используют. Симметричная модель не рассматривает молекулярного механизма, объясняющего конформационную симметрию, и с физической точки зрения неясно, почему белки, имеющие субъединичную структуру, должны обладать подобным свойством. Другое не очень обоснованное допущение состоит в том, что многие ферменты рассматриваются как истинные К-системы (в терминологии Моно, Уаймена и Шанжё). Иными словами, допускается, что хотя R- и Т-состояния могут различаться в 1000 и более раз по степени сродства к субстрату, константы каталитического распада у них совершенно одинаковы. Вопрос о том, насколько вероятно существование истинных К-систем, никогда серьезно не обсуждался в литературе. Действительно, допущение о равенстве констант скорости каталитического распада для R- и Т-форм часто рассматривается как аксиома, не требующая доказательства. [c.185]

Для ферментов эндоденствия расчет сродства сайтов с помощью упрощенного уравнения (20) непригоден, так как субстраты здесь могут связываться в нескольких продуктивных позициях, что опять приводит к необходимости суммирования но нескольким позиционным изомерам. В связи с этим экспериментальное определение только константы скорости второго порядка кцат/Кт недостаточно для выявления сродства сразу нескольких сайтов и еще необходимы независимые экспериментальные данные. Так, Хироми и сотр. дополнительно использовали количественное определение продуктов ферментативного превращения во времени [9]. Это, в свою очередь, позволяет установить константы скоростей реакций образования меченых -меров Р , отщеп- [c.43]

На кинетику гидролиза значительное влияние оказывает и изменяющаяся степень сродства продуктов гидролиза к ферменту. Например, гидролиз глюкоамилазой плесневых грибов замедляется на коротких цепях. Гидролиз олигосахаридов происходит либо по многоцеиочечному, либо по комбинированному способу с уменьшением степени множественной атаки до единицы по мере укорочения цепей субстрата. Таким образом, гидролиз глюкоамнлазой в присутствии а-амилазы ускоряется только в начальных стадиях процесса. [c.179]

Рассмотренные выще механизмы способны описывать многие сложные эффекты, и кинетическое уравнение может иметь очень сложную форму. Но в общем случае концентрация [ЕЗ] не может возрастать быстрее, чем растет [3]. Однако при некоторых экспериментальных условиях субстраты или ингибиторы оказывают большее влияние на концентрацию комплекса. Другими словами, получаются 3-образные кривые типа кривой связывания кислорода гемоглобином (разд. 7.13). В особенности это относится к ферментам, играющим важную роль в регулировании обмена веществ. Подобные кооперативные эффекты встречаются в случае ферментов с несколькими активными центрами, поскольку кооперативный эффект подразумевает возрастание сродства второго активного центра к субстрату, когда первый центр занят. Как и в случае гемоглобина, взаимодействия такого типа сопровождаются структурными изменениями. Согласно модели Моно — Шанжо — Ваймана, фермент с несколькими активными центрами может находиться по крайней мере в двух состояниях. Это, вероятно, слишком упрощенная картина, но два является минимальным числом состояний, необходимым для объяснения наблюдаемых эффектов. Предполагается, что в обоих состояниях конформации всех субъединиц одинаковы. Воздействующая на систему молекула (эффектор), которая может быть молекулой субстрата, смещает равновесие в сторону одного или другого из этих двух состояний. Если эффектор смещает равновесие в направлении увеличения скорости реакции, то такой эффектор называется активатором. Если же его действие приводит к снижению скорости реакции, то он называется ингибитором. Как и в случае гемоглобина, воздействие усиливается тем, что одна молекула эффектора оказывает влияние на несколько каталити-21 [c.323]

Более сложные реакционные схемы с большим числом интермедиатов описываются более сложными уравнениями, сохраняющими, однако, ту же общую форму (4), где /Скат — константа стадии, определяющей скорость процесса, Т( = (/С2+ к-ъ)/к- — константа Ми-хаэлиса, мера сродства субстрата к ферменту. В простых случаях, когда связывание является быстрым предравновесным процессом (т. е. /С2 к-г), Км становится равной константе диссоциации фер-мент-субстратного комплекса. При высоких концентрациях субстрата, определяемых как [5] /(м, выражение (4) упрощается в [c.454]

Для определения зависимости действия фермента от pH и концентрации субстрата был использован также кинетический анализ [59]. Как можно было ожидать из приведенных выше данных, константа Михаэлиса Кт значительно изменялась с изменением концентрации Мп2+. (Величина Кт представляет собой концентрацию субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимально возможной эта величина служит мерой сродства субстрата к ферменту.) Оптимум pH составлял 8,5 и не зависел от концентрации Мп2+ р/Са гипотетического активного центра фермента был равен 7,2, т. е. был таким же, как у ацетилхолинэстеразы. Маунтер считает, что оба фермента содержат в своем активном центре гистидин. [c.143]

Активность фермента почти всегда максимальна при самой высокой (из всех возможных) концентраций субстрата. Если фермент подчиняется кинетике Михаэлиса — Ментен, то следует использовать концентрацию субстрата, по крайней мере в ilOpas превышающую величину Км,- При [5]о=10/Гм скорость реакции составляет 91% ее теоретического значения при бесконечно большой концентрации субстрата. Следует помнить, что концентрация одного субстрата обычно влияет на /См другого, причем характер этого влияния зависит от механизма реакции. Например, для многих. реакций, в основе которых лежат последовательные механизмы, справедлива такая зависимость чем выше концентрация субстрата В, тем ниже /См для А, и наоборот. Таким образом, высокая концентрация одного субстрата (скажем, самого дешевого) означает, что концентрация другого субстрата должна быть меньше, чтобы достичь значения 10/См. С другой стороны, реакции с непоследовательными механизмами (например, пинг-понг ) имеют то удивительное свойство, что чем выше концентрация одного субстрата, тем выше /См (т. е. ниже кажущееся сродство) для другого поэтому для достижения Vmax могут потребовзться очень большие концентрации обоих субстратов. [c.278]

Растворимость газа в воде зависит от его коэффициента абсорбции (а, или коэффициент Бунзена, который равен объему газа, поглощенного одним объемом воды при давлении 1 атм). Как было замечено Стрэигом (Strang, 1981), единственным корректным способом определения сродства того или иного фермента к газообразному субстрату является выражение этой величины через истинную концентрацию (в молях) данного газа, находящегося в контакте с ферментом, а не через общую концентрацию газа в газовой фазе. Растворимость газов убывает по мере увеличения температуры (снижается коэффициент Бунзена). Например, при 15°С и концентрации СО2, равной 325 м.д., концентрация свободной СОз в воде составляет 14,8 мкМ, а при 35 °С она снижается до 8,59 мкМ. [c.450]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология