Михаэлиса механизм

На стадии ацилирования происходит нуклеофильная атака карбонильного углерода субстрата обобщенным нуклеофилом активного центра 8ег-195... Н1з-57... Азр-102. В результате ацилирования активного центра происходит поворот остатка 8ег-195 вокруг С —Ср-связей, что сопровождается перемещением атома кислорода на- 2,5А. При этом имидазольная группа Н1з-57 перемещается в сторону растворителя [18]. В результате имидазольная группа Н13-57, будучи включенной в свободном ферменте (и, по-видимому, в комплексе Михаэлиса) в водородную связь с 8ег-195 (рис. 31), в ацилферменте предоставляет свой М атом для образования водородной связи с водой (рис. 32). В итоге активированная молекула воды приобретает способность эффективно атаковать карбонильный- углерод субстрата на стадии деацилирования. При этом образуется кислотный продукт гидролиза и регенерируется свободный фермент. Таков в общих чертах химический механизм гидролитического действия химотрипсина. [c.131]

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]

Для механизма Михаэлиса в соответствии с уравнением (5.108) [c.189]

Однако механизмы (5 1) и (5.112) можно различить, исследуя кинетику реакции в предстационарном режиме. Кинетические закономерности схемы Михаэлиса описывают функции (5.100) и (5.107). Для схемы Анри следует решить [при условии (5.90)] систему уравнений [c.189]

Видно, что функция (5.119) существенно отличается от зависимости концентрации продукта от времени для механизма Михаэлиса [см. уравнение (5.107)] фис. 57). В случае механизма Михаэлиса скорость реакции ( [Р]/Л) растет со временем, в то время как в случае механизма Анри скорость реакции падает во времени, пока не достигнет уровня, соответствующего стационарной скорости, которая описывается уравнениями (5.113) и (5.114). Период времени, отсекаемый асимптотической прямой 2 (ее тангенс угла наклона равен стационарной скорости процесса), лежит в области отрицательных значений [c.190]

Это позволяет отличить механизм Анри от механизма Михаэлиса (рис. 57), для которого т (см. уравнение (5.109)] имеет положительные значения. [c.190]

Рис. 57. Кинетические кривые продукт-время для реакции, протекающей по механизму Михаэлиса (5.1) (кривая /) [уравнение (5.107)] и по механизму Анри (5.112) (кривая 2) [уравнение (5.119)]

Подобным образом можно анализировать температурные зависимости констант ингибирования или констант диссоциации ионогенных групп активного центра фермента. Однако при анализе зависимостей констант равновесия ферментативной реакции от температуры следует принимать во внимание, что они могут быть эффективными величинами. Так, например, константы Михаэлиса в обш,ем случае не являются истинными константами равновесия даже при наличии двухстадийного механизма ферментативной реакции [см. уравнение (6.7)]. Более того, даже если изучаемый процесс равновесный, его константа равновесия может оказаться эффективной величиной, зависящ,ей, например от pH среды [см. уравнение (6.182)]. В этом случае при корректном анализе температурной зависимости реакции необходимо учитывать теплоты ионизации ионогенных групп субстрата или активного центра фермента. [c.264]

Наиболее полную информацию о кинетике ферментативных реакций дает изучение их протекания в нестационарном режиме (см. гл. V). Исследование стационарной кинетики ферментативных процессов имеет ограниченное значение для понимания многостадийного механизма действия ферментов. Это связано прежде всего с тем,что в общем случае невозможно однозначно приписать экспериментально определяемые значения констант скоростей индивидуальным химическим стадиям (см. 1 гл. V и VI). Тем не менее кинетические параметры типа = = У/(Е](,и Кт.каж, которые, следуют из основного уравнения стационарной кинетики — из уравнения Михаэлиса (6.8), как показал Альберти с сотр. [1], позволяют оценить нижний предел константы скорости любой индивидуальной стадии ферментативной реакции [типа (6.9) или даже более сложного обратимого процесса (5.16)]. [c.268]

Если принять такой механизм изменения числа переноса, предложенный Михаэлисом в 1926 г. и развитый далее И. И. Жуковым и его учениками, то становится очевидным, что с изменением радиуса капилляров в сторону уменьшения мы должны наблюдать соответствующее увеличение изменений чисел переноса через мембраны. В качестве примера, иллюстрирующего экспериментальное подтверждение подобных соотношений, приводим данные, полученные нами на коллодиевых мембранах различного радиуса пор в растворе 0,01н. КС1 (рис. 91). [c.146]

На самом же деле плохое связывание субстрата с участком D по сравнению с другими участками активного центра лизоцима вовсе не обязательно должно приводить к деформации соответствующего фрагмента субстрата уже в комплексе Михаэлиса, даже если каталитическое превращение данного субстрата происходит с высокой эффективностью. Альтернативным механизмом превращения субстрата в этом случае является изменение конформации сахаридного остатка не в основном состоянии (комплекс Михаэлиса), а в переходном в результате соответствующей перестройки [c.164]

Несмотря на то что в целом гипотеза Филлипса об искажении конформации сахаридного кольца субстрата при образовании комплекса Михаэлиса с лизоцимом явно ошибочна, вторая ее часть, по-видимому, выдержала проверку временем. Речь идет о предложенном Филлипсом [20] карбокатионном механизме катализа лизоцимом, который был изложен в работах [18, 20, 102] в следующем виде. [c.172]

Это уравнение известно как уравнение Михаэлиса и широко используется прежде всего в кинетических исследованиях реакций, катализируемых ферментами. Однако оно в равной мере применимо для любого случая катализа, происходящего по механизму образования комплекса катализатор—субстрат. [c.328]

В приборе ИГ-2 для механизма нагружения образца использована рычажная система стандартного прибора Михаэлиса с соотношением плеч 1 50. Конструкция прибора решена так, чтобы деформация силовых узлов оказывала минимальное воздействие на точность определения деформации самого образца. Для этого [c.50]

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]

Экспериментальная зависимость скорости реакции от начальной концентрации фермента является критерием диссоциативного механизма. Смещения равновесия в результате различного связывания субстрата димером и мономером приводит к отклонению от простого уравнения Михаэлиса вследствие того, что эффективная константа связывания К становится функцией локальных констант Михаэлиса для димера и мономера К, и начальной концентрации субстрата [c.480]

На основе рентгеноструктурных, спектроскопических и химических данных (см. обзор в [537]) предложен возможный механизм действия химотрипсина (рис. 11.1). После того как фермент и субстрат образовали комплекс Михаэлиса (разд. 10.2), атом кислорода гидроксильной группы остатка 5ег-195 атакует карбонильный атом углерода расщепляемой связи субстрата. Образуется неустойчивый тетраэдрический промежуточный продукт [735]. Эта реакция облегчается системой передачи заряда [628, 736], которая осуществляет передачу протона от гидроксильной группы остатка 5ег-195, превращая его тем самым в сильный нуклеофил. Затем Н з-57 подает протон атому азота расщепляемой пептидной связи, в результате чего связь расщепляется. На этой стадии аминная часть образует водородную связь с остатком Н з-57, тогда как ацильная группа присоединяется к 5ег-195 с образованием эфирной связи. На этом завершается стадия ацилирования гидролитической реакции. [c.275]

Определение величины К имеет важное значение при выяснении механизма действия эффекторов на активность ферментов и т.д. Константу Михаэлиса можно вычислить по графику (рис. 4.13). Отрезок на абсциссе, соответствующий скорости, равной половине максимальной, будет представлять собой К . [c.137]

Кирквуд считал механизм флуктуационного взаимодействия фермента и субстрата универсальным и определяющим явление ферментативной активности в целом [97, 98, 100]. Все изложенное показывает, что за ферментативную активность ответствен ряд факторов, и здесь весьма важны конформацнонные явления. Теория Кирквуда не решает проблему. Вместе с тем и механизм Михаэлиса, и механизм Кирквуда отражают реальные свойства полиэлектролитной системы. Остается неясным, в какой мере, так как отсутствуют строгие количественные оценки и получить их трудно. [c.397]

Обе схемы приводят к одной и той же зависимости начальной скорости от начальной концентрации субстрата. Различить эти схемы можно только по кинетическим кривым. Определите зависимости концентрации продукта от времени для механизмов Михаэлиса и Анри. Изобразите качественно эти зависимости на одном графике. [c.239]

Зависимость констант Михаэлиса кз и Км от pH мон ет быть весьма сло кной. Поэтому для исследования зависимости от pH србды требуется использование буферных растворов. При этом нередко оказывается, что между компонентами буферного раствора (особенно НРО ") и ферментом имеется определенное взаимодействие. Кроме того, влияние на активность белка и активность субстрата также оказывает ионная сила раствора, что еще в большей стенени усложняет интерпретацию процесса в буферном растворе. Этот факт не всегда принимался во внимание. Во всех уравнениях, применявшихся в этом разделе, концентрации должны быть заменены на активности. Когда концентрация субстрата меняется в широком диапазоне, то поправка на активность может быть весьма существенной. Например, изучение скорости реакции уреаза — мочевина в диапазоне концентрации мочевины от 0,0003 до 2,0 М показало, что при высоких концентрациях мочевины скорость реакции надает [112]. Это может быть связано с изменением активности, а не механизма реакции. [c.564]

В согласии с механизмом (4.40) субстратоподобный ингибитор действительно вытесняет из активного центра несколько молекул воды, как это было обнаружено при рентгеноструктурном анализе кристаллического химотрипсина [123]. Однако этот механизм не согласуется с данными по влиянию среды на гидрофобное фермент-субстратное взаимодействие (см. 4 этой главы). Кроме того, механизм (4.40) противоречит тому, что двойной выигрыш свободной энергии экстракции реализуется лишь в переходном состоянии химической реакции [см. уравнение (4.39)], в то время как в комплексе Михаэлиса вклад гидрофобного фермент-субстратного взаимодействия меньше [см. уравнение (4.29)]. Иными словами, в химотрипсиновом катализе не вся потенциальная свободная энергия сорбции, которую предполагает модель (4.40), равная 2АСэкстр, реализуется в виде прочного связывания субстрата с ферментом. Из диаграммы, представленной на рис. 44, видно, что в комплексе Михаэлиса (или ацилферменте) реализуется в виде свободной энергии связывания E-R лишь инкремент свободной энергии сорбции, отражающий перенос субстрата из воды в неводное окружение (в среду белковой глобулы), равный АО кстр [см. также уравнение (4.29)]. Для объяснения этих фактов следует допустить, что гидрофобное фермент-субстратное взаимодействие идет в две стадии 1) образование фермент-субстратного комплекса протекает по механизму (4.19), который не противоречит данным по солевому эффекту (на их основании он был и предложен), и термодинамические закономерности его согласуются с уравнением (4.29). Этот механизм также предполагает вытеснение нескольких молекул воды из [c.155]

В итоге приходим к выводу, что конформационно-сольватационные изменения в активном центре, осуществляющиеся при (и за счет) сорбции субстрата на ферменте, приближают комплекс Михаэлиса (или, соответственно, ацилфермент), к переходному состоянию химической стадии (см. гл. II, теоретические воззрения Дженкса, Ламри и Эйринга относительно механизма напряжения ). Не исключено, что именно при этом происходит тонкая настройка по отношению друг к другу функциональных групп белка, входящих в составной нуклео-фял активного центра. [c.156]

Основная идея о принципах биокатализа возникла еще в начале нащего века благодаря трудам Брауна и Анри и позднее была развита Михаэлисом и Ментен, а также Бриггсом и Холденом. Идея заключается в том, что механизм каталитического действия ферментов состоит в общем случае в образовании между ферментом и субстратом промежуточных соединении, претерпевающих в ходе реакции последовательные превращения вплоть до образования конечных продуктов и регенерации фермента. Действительно, в простейшем случае описание кинетики ферментативной реакции укладывается в рамки так называемой двухстадийной схемы [c.216]

Рассмотренные выше представления о механизме изменений чисел переноса в мембранах хотя и являются в настоящее время общепринятыми (в особенности для капиллярно-пористых тел) благодаря работам Михаэлиса и его учеников, а также нашим работам, но не являются единственными. Многие авторы, например Бейтнер, Нортроп, Мейер, Теорелл и ряд других исследователей, выдвигают в этой области другие взгляды, а именно мембрана рассматривается как второй растворитель, в котором концентрации ионов и их подвижности иные, чем в свободном растворе. Многие заключения совпадают с капиллярной теорией, так как, в сущности, принципиальных отличий здесь не сущест- [c.150]

Так, было найдено, что средняя степень полимеризации продуктов реакции в точке перегиба кинетической кривой накопления мономера с хорошей точностью соответствовала величине h (см. выше), т. е. большей по размеру части активного центра (гликоновой или агликоновой). Наконец, с помощью численного моделирования в работе [П] была проверена значимость приближения о малых концентрациях субстрата, меньших Кт, в реакционной системе. Было показано, что повышение начальной концентрации субстрата до значений, примерно равных константе Михаэлиса, не влияло существенно на результаты моделирования. Таким образом, критерии, предложенные Мазуром [8, И] и основывающиеся на форме кинетической кривой образования мономера при действии эндодеполимеразы на полимерный субстрат, могут быть использованы для дискриминации механизмов неупорядоченной и множественной атаки. [c.122]

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]

Уравнение Михаэлиса-Ментена отражает фундаментальную особенность ферментативных реакций - участие в механизме ц оцессов лабильных, промежуточинх соединений субстрата и активное центра фермента. [c.42]

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]

Превращение субстрата в продукт происходит в комплексе Михаэлиса. Часто субстрат образует ковалентные связи с функц. фуппами активного центра, в т. ч. и с группами кофермента (см. Коферменты). Большое значение в механизмах ферментативных р-ций имеет основной и кислотный катализ, реализуемый благодмя наличию имидазольных Фупп остатков гиствдина и карбоксильных фупп дикарбоновых аминокислот. [c.80]

Но пока не существует метода — теоретического или экспериментального—для учета относительной роли всех трех механизмов механизма, рассмотренного в феноменологической теории Михаэлиса и Давидзона (см. стр. 394), механизма Кирквуда и Шомейкера и конформационного механизма. Следует отметить, что наряду с флуктуациями зарядов, исследованными Кирквудом, должны существовать пространственные флуктуации, определяемые подвижностью полипептидных цепей. [c.399]

Механизм действия ферментов в самом общем виде был подробно изучен Михаэлисом и Ментеиом (1913 г.). Первоначально фермент и субстрат образуют комплекс фермента с субстратом, который затем распадается на продукт реакции и фермент [3.3.10]. На рис. 3.3.2 представлен энергетический профиль реакции гидратации фумаровой кис-лбты в яблочную под действием фумаразы. Фумаровая кислота как субстрат образует с фумаразой комплекс, который на стадии, определяющей скорость реакции, превращается в комплекс фумаразы с яблочной кислотой, распадающийся, наконец, на продукт реакции и исходный фермент. Тем самым имеется следующая последовательная реакция [c.659]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология