Влияние pH среды на фермент

В природе синтез белков всегда направлен на формирование определенной первичной структуры и протекает в водных средах при обычных температурах в соответствии с универсальным генетическим кодом под влиянием специфических ферментов. Основная схема этого процесса в настоящее время уже известна. Всю генетическую информацию, обеспечивающую формирование определенной первичной структуры полипептидных цепей и макромолекул белка, несут важнейшие биополимеры, относящиеся к классу сложных полиэфиров, - нуклеиновые кислоты. Эта информация определяется последовательностью соединения друг с другом различных нуклеотидных оснований - звеньев этого полимера. [c.349]

Влияние среды на гидрофобное взаимодействие активного центра химотрипсина с субстратами и ингибиторами. Исследование эффектов среды — это классический подход к изучению природы комплексообразования. В-приложении к химотрипсину результаты таких исследований подтвердили гидрофобный характер фермент-субстратных взаимодействий. [c.143]

Ферментативные каталитические реакции не только высокочувствительны, но и чрезвычайно селективны. Ферменты представляют собой белки-катализаторы, которые воздействуют только на определенные субстраты. Например, среди всех биохимических реакций, протекающих в человеческом организме, гидролиз мочевины является единственным процессом, на скорость которого оказывает влияние присутствие фермента, называемого уреазой. Уре-аза проявляет каталитический эффект на превращение мочевины в аммиак и карбона,т-ионы [c.346]

Дальнейшее превращение белков пищи осуществляется в тонкой кишке, где на белки действуют ферменты панкреатического и кишечного соков. Трипсин и химотрипсин действуют на белки аналогично пепсину, разрывают другие внутренние пептидные связи оба фермента наиболее активны в слабощелочной среде (pH 7,2—7,8). Благодаря гидролитическому действию на белки всех трех эндопептидаз (пепсин, трипсин, химотрипсин) образуются различной длины пептиды и некоторое количество свободных аминокислот. Дальнейший гидролиз пептидов до свободных аминокислот осуществляется под влиянием группы ферментов—пептидаз. Помимо панкреатической карбоксипептидазы, на пептиды действуют кишечная аминопептидаза и разнообразные дипептидазы. Эта группа ферментов относится к экзопептидазам и катализирует гидролиз пептидной связи по схеме [c.425]

На рис. 6.4 представлено влияние концентрации фермента аргиназы на скорость расщепления аргинина. Отклонение от прямо пропорциональной зависимости возможно в случае дефицита субстрата или кофермента (применительно к соответствующим сложным ферментам), наличия в реакционной среде токсических примесей. [c.72]

В основе химической переработки пищи лежат процессы гидролиза основных ее веществ — белков, жиров и углеводов. Пища уже в ротовой полости подвергается действию слюны, выделяемой слюнными железами. Ферменты слюны превращают крахмал в глюкозу. В средней кишке происходят дальнейшая переработка белков, углеводов и жиров под влиянием пищеварительных ферментов и всасывание пищи. В этой кишке обычно наблюдается щелочная реакция среды (pH до 8... 10), рел<е она бывает слабокислая (pH [c.9]

Проведение автолиза без прибавления воды к ткани приводит к образованию в растворе высокой концентрации продуктов распада белка, которые оказывают сильное стабилизирующее влияние на фермент. Последний, находясь в концентрированном автолизате, защищен от денатурации гораздо больше, чем при обычной экстракции фермента или проведении автолиза в более оводненной среде. [c.206]

Выдерживание атак, в свою очередь, может означать или повышенную прочность, или способность действовать на атакующие молекулы как катализатор. Повышенная прочность не составляет атрибута жизненно важных веществ, участвующих в процессах обмена и обновления. Наоборот, каталитические функции присущи огромному большинству (если не всем) белков. Вероятно, развитие белковых цепей шло таким путем, что каждое новое усложнение структуры соответствовало появлению новой каталитической функции, дающей возникшему веществу химические преимущества в борьбе с влияниями среды. Механизм работы ферментов основан на взаимодействии групп молекул субстрата и активных групп макромолекул фермента. Первоначальное представление о жесткой структуре активного центра биокатализатора сменилось воззрениями, основанными на работах Кошланда [10] для этих воззрений характерно допущение известной гибкости фрагментов активного центра. Фиксируясь на ферментном белке, субстрат изменяет строение белка и притом так, что активные группы, смещаясь на величину порядка ангстрема или более, располагаются относительно молекулы субстрата наиболее выгодным образом затем происходит собственно каталитический акт, завершающийся образованием продуктов реакции и восстановлением прежней геометрической структуры активного центра. Фермент, следовательно, действует не как шаблон, а скорее как маленькая машина. [c.173]

Эпимеризация. В щелочной среде, а в растениях под влиянием специфических ферментов происходит изменение пространственного [c.328]

ФСГ не оказывает влияния на сокращение сердечных клеток, а норадреналин-на синтез ТАП в клетках яичника. Однако, когда клетки этих двух типов смешивают и культивируют совместно, добавление ФСГ или норадреналина приводит к увеличению как частоты сокращений сердечных клеток, так и синтеза ТАП в клетках яичника. Добавление в среду фермента, гидролизующего циклический АМР до 5 -АМР, не влияет на это сотрудничество . [c.263]

Влияние активной реакции среды. Каждый микроорганизм может жить лишь при определенной реакции среды. Влияние pH среды на активность микроорганизмов обусловлено взаимодействием ионов водорода с ферментами, находящимися в цитоплазматической мембране и в клеточной стенке. Изменение концентрации водородных ионов во внешней среде не сказывается на концентрации их в цитоплазме, так как цитоплазматическая мембрана непроницаема для ионов водорода и гидроксила. [c.285]

Химическая кинетика. В задачи кинетики входят определение скорости реакции в гомогенной и гетерогенной среде, исследование зависимости скорости от концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, а также влияния излучения и катализаторов. Особенно важную роль в жизнедеятельности организмов играют биологические катализаторы белковой природы (ферменты), присутствующие во всех без исключения живых клетках и обеспечивающие протекание почти всех биохимических реакций в любом организме. Конечной целью кинетических исследований является установление механизма изучаемой реакции. [c.6]

СООН, N1 2, ЫН, ОН, 5Н, а также гидрофобные группы, способные ориентировать молекулы реагирующих веществ в определенном положении по отношению к активному центру. В состав активного центра многих ферментов входят ионы металлов, причем при удалении иона металла из металлофермента последний теряет каталитические свойства. Каталитическая активность ферментов имеет максимум на шкале pH, в сильнокислых и сильнощелочных средах она, как правило, не проявляется. Каталитическая активность ферментов наиболее оптимальна при температуре от 20 до 40° С, при 60 — 70° С происходит их денатурация. Активные центры имеют строго определенную структуру, что позволяет ферменту присоединять только молекулы определенного строения. Так, например, фермент уреаза гидролизует карбамид СО(NH2) в 10 раз быстрее, чем ион водорода, и не оказывает влияния на реакции гидролиза других родственных карбамиду соединений. В настоящее время известно около тысячи ( )ер-ментов, одни из которых катализируют только окислительно-восстановительные процессы, другие—реакции с переносом групп, третьи—реакции гидролиза и т. д. [c.184]

Магний. Магний активирует действие многих фосфатаз и эно-лазы. Ионы магния влияют на сохранение активности ферментов ири нагревании. Магний и марганец ускоряют потребление дрожжами глюкозы. Влияние магния тем сильнее, чем ниже концентрация глюкозы в среде. Питательные среды должны содержать 0,02— 0,05% магния в виде сульфата. Процессы брожения регулируются изменением концентрации ионов магния в результате присоединения его к органическим веществам. [c.198]

Концентрация соли, необходимая для перевода фермента в осадок, зависит от его концентрации, наличия различных примесей. Существенное влияние оказывают также природа используемой для фракционирования соли, а также pH среды и температура. Для четкого воспроизведения результатов необходимо соблюдать условия проведения данной стадии. [c.200]

Важнейшее значение для ряда жизненных процессов имеют тс-электронные сопряженные системы порфириновых соединений -производных порфирина [4]. Порфириновые комплексы играют роль первичных факторов фотосинтеза, ко-ферментов и ферментов, участвуют в процессах дыхания и переносе кислорода. Среди огромного числа фундаментальных биохимических и биофизических процессов, ответственных за создание энергетических запасов в живом организме, много таких реакций, которые протекают самопроизвольно при участии ферментных катализаторов - металлопорфириновых комплексов. Эти соединения, находясь в организме, испытывают со стороны окружения влияние, подобное тому, которое возникает при их растворении [c.6]

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]

Так как величины Кт я V могут по-разному зависеть от pH, исследование, проводимое при ненасыщающих концентрациях субстрата, дает информацию, которую трудно интерпретировать. Поэтому необходима постановка экспериментов по определению влияния pH на Кт. и V. Следует помнить, что концентрация субстрата, являющаяся насыщающей при одном значении pH, при другом может йе быть ею. Выбирая буфер, нужно учитывать, чтобы его рК был по возможности близок к оптимуму pH реакции, а также иметь в виду, что при одном и том же pH в разных буферах каталитическая активность может различаться. Отдельные ионы могут оказывать активирующее или ингибирующее влияние на фермент. Поливалентные анионы (фосфат, сульфат, цитрат) могут конкурировать с отрицательно заряженным субстратом, вызывая ингибирование реакции. Отдельные компоненты буфера, например ЭДТА, гистидин, цитрат, могут связывать ионы металлов, важные для активности некоторых ферментов. Следует иметь в виду, что ионная сила раствора оказывает влияние на активность фермента. Поэтому, изменяя состав реакционной среды, необходимо обеспечивать постоянство ионной силы. [c.211]

Методология, применяемая для изучения наследственности белков или ферментов, общепринята. Убедившись в отсутствии влияния среды (понимаемой в широком смысле) на электрофо-реграммах, анализируют семя за семенем (а иногда половинки семени) поколений р1, р2 (даже Рз и обратного скрещивания), полученных в результате скрещивания двух сортов, имеющих различия по их электрофореграммам. [c.49]

Фолиевая кислота очень широко распространена как в растительных, так и в животных организмах, что объясняется ее важной ролью. Этот кофермент участвует во многих реакциях биосинтеза, прежде всего в реакциях синтеза азотистых пуриновых оснований нуклеиновых кислот. Активной формой фолиевой кислоты является ее восстановленная форма - 5,6,7,8-тетрагидро-фолиевая кислота, которая образуется под влиянием специального фермента - тетрагидрофолатредуктазы. Ингибиторы этого фермента могут быть использованы в тех случаях, когда необходимо замедлить или прекратить синтез пуриновых оснований, а значит - и синтез нуклеиновых кислот, например при опухолевых процессах. Известны аналоги тетрагидрофолата -аминоптерин и аметоптерин, которые используются, например при лечении острой лейкемии. Аналоги фолиевой кислоты широко применяют в составе противомикробных средств, среди которых наиболее известны стрептоцид и различные сульфамидные препараты, являющиеся аналогами пара-амино-бензойной кислоты, входящей в состав фолата. Структуры фолиевой кислоты и ее коферментной формы приведены на рис. 14. [c.39]

Изложенное относится к полярной среде. В ФСК реагенты (субстраты) находятся в полностью или частично неполярной среде. Однако физическая природа влияния среды на реакцию должна оставаться такой же. В отсутствие среды относительное расположение электронных уровней реагентов не меняется во времени. Электронный переход совершается практически мгновенно, и поэтому в силу закона сохранения энергии изменение энергии электрона должно компенсироваться изменением кинетических энергий реагентов. Но из-за большой массы ядер резкое изменение их скоростей маловероятно. Поэтому электронный переход может совершаться лишь при практическом совпадении начального и конечного уровней, отвечающих переносу электрона, т. е. переходу из восстановленного состояния сст Ь окисленное Еокис Положение этих уровней зависит от динамического состояния среды. Переходному состоянию будет отвечать такая конфигурация диполей среды и (или) такая деформированная конфигурация ФСК (фермента), при которой совпадают уровни Евосст и ис Эти энергии оказываются функциями некоторых обобщенных координат д, характеризую- [c.406]

Сящих водород, и среди ферментов процессов деаминй-рования и др. Реакционная способность тиоловых групп в сильной степени зависит от окружения вероятно, в алкогольдегидрогенезе эти группы активируются за счет образования водородных связей с имидазолом или иной группой. Активация через посредство водородной связи составляет распространенное явление — это один из простейших и, возможно, первичный способ передачи влияний от одной части молекулы к другой. Способность тиоловых групп окисляться, переходя в дисульфид ные, ацилиро-ваться, образовывать комплексы с ионами металлов делает эти группы очень ценным инструментом ферментативного катализа. [c.175]

В сложных эфирах ароматических кислот и фенолов токсиче- ,кие свойства обоих компонентов сильно ослаблены. После того, как Ненцкий [20] ввел в практику фенилсалицилат и выдвинул теорию, известную под названием салольного принципа Ненцкого>, возникли большие наденеды,что соединения этого типа окажутся почти совершенными кишечными антисептиками. Сущность принципа Ненцкого состоит в том, что нерастворимый, сравнительно устойчивый сложный эфир, подобный фенилсалицилату, проходит в неизмененном виде через желудок, но в кишечнике, под влиянием щелочной среды, ферментов и бактерий, постепенно расщепляется на свои активные составные части, например салициловую кислоту и фенол. Вкусовые ощущения и раздражение желудка, вызываемые салициловой кислотой и фенолом, устраняются, а так как гидролиз происходит постепенно, то местное действие препарата в кишечнике ослабляется и становится более длительным, благодаря чему уменьшаются токсические явления. [c.287]

В совсем недавних исследованиях [1165] было установлено, что гидразид малеиновой кислоты в дозах, значительно превышающих остаточные количества, обнаруженные в продуктах питания, не оказывает явного влияния на ферменты микросом из печени крыс. Результаты этих исследований также позволяют предположить, что гидразид малеиновой кислоты не вызовет изменений в метаболизме других веществ, которые могут присутствовать в биологических системах. В еще более недавней работе, проведенной в Японии [1166] с клетками китайского хомяка in vitro, было показано, что гидразид малеиновой кислоты сам по себе вызывает слабую индуктивность цитотоксичности, но в то же время оказывает положительное цитогенетическое действие на клетки. Резюмируя все сказанное, следует заключить, что гидразид малеиновой кислоты является веществом, опасным для окружающей среды, и нуждается в дополнительном изучении, что согласуется с заключением Управления па контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств. [c.126]

Абсолютная специфичность для одного субстрата Влияние структуры является сравнительно редкой среди ферментов, субстрата на реакции рораздо чаще фермент реагирует с группой близких дегидрогеназ о строению соединений, хотя и проявляет большую [c.130]

Современному понятию модель фермента вполне отвечают лишь более сложные системы, позволяющие исследовать факторы, усиливающие реакционную способность отдельных функциональных групп. Среди факторов, привлекаемых для объяснения этого усиления, наибольшее предпочтение отдается эффектам сближения, ориентации и напряжения, а также полифункциональности и влияния соседних групп типа систем с эстафетной передачей заряда . Исследованию этих эффектов -на модельных системах и будет посвящена данная глава. Рассмотренные в ней примеры, разумеется, охватывают лишь малую часть всего, что сделано в этой области, и отобраны главным образом из соображений наглядности и новизньг [c.72]

В связи с особой актуальностью охраны окружающей среды от загрязнения химическими реагентами большое внимание уделяется изучению способности ПАВ к биологическому разрушению в водной, почвенной и других средах. Биологическим разложением называют любое изменение (трансформацию) молекулы химического соединения, ведущее к упрощению структуры и изменению его различных свойств (физико-химических, токсикологических и др.) под влиянием живых организмов. Различают первичное и полное биологическое разложение. Так, гидрологическое отщепление от молекулы ПАВ активной сульфогруппы приводит к утрате веществом поверхностной активности, а с ней и способности к пенообразованию. В данном случае приемлемое для окружающей среды биоразложение совпадает с первичным разложением. Полное биоразложение — это распад вещества до простых неорганических соединений с образованием воды, углекислого газа, азота, аммиака и др. Известно, что алкилсульфаты разрушаются в результате гидролиза с образованием соответствующих спиртов которые окисляются до жирных кислот. В свою очередь последние подвергаются деструкции путем а- и р-окисле-ния. Вторичные жирные спирты (ВЖС) могут разлагаться по такому механизму ВЖС- спирт->кетон->оксикетон- дион альдегид-V кислота. Деструкция анионных ПАВ,, ведущая к потере поверхностной активности, может происходить либо путем отщепления от молекулы вещества гидрофильной группы, либо в результате последовательного окисления алкильного радикала. Отщепление гидрофильной, группы у синтетических алкилсульфатов, алкилсульфена-тов и алкиларилсульфенатов осуществляется в результате каталитического воздействия ферментов сульфатаз. [c.93]

При построении схемы реакций, учитывапцих влияние pH среды ва скорость цроцесса, за основу цринята схема обратимой реакции взаимодействия фермента о субстратом S, а фермент рассматрв- [c.129]

Реакцию катализирует фермент фосфопируватгидратаза (енолаза, КФ" 4.2.1.11). Фермент ингибируется фторидом (конечная концентрация фторида 0,02 М) особенно в присутствии фосфата. Считают, что ингибирующее влияние оказывает Mg2+-фтopфo фaтнь[й комплекс. Таким образом, добавление в инкубационную среду фторида прерывает гликолиз на стадии превращения фосфоглицериновых кислот и приводит к накоплению 3-фосфоглицерата. В этих условиях образования скольких-либо заметных количеств молочной кислоты не происходит. [c.54]

Встречается и обратная ситуация, когда 5-образная кривая в присутствии аллостерического эффектора превращается в гиперболическую. Например, пируваткиназа скелетных мышц характеризуется кинетикой Михаэлиса, но в присутствии аллостерического ингибитора (фенилаланина) кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата становится 5-образной, при этом сродство фермента к субстрату (фосфоенолпирувату) уменьшается. Изменение кинетических свойств под действием аллостерических эффекторов обусловлено конформационной перестройкой молекулы белка. С помощью сшивающих реагентов или каких-либо других воздействий на структуру белка можно наблюдать потерю чувствительности фермента к аллосте-рическим эффекторам. Для выявления аллостерических свойств иногда необходимо изменить условия определения активности сместить pH реакционной среды в кислую или щелочную область от рН-оптимума или исследовать влияние эффектора при ненасыщенной концентрации субстрата. [c.215]

Возможность активирующего действия цитрата магния на активность фермента в условиях частичного проявления активирующего влияния Mg + проверяют в эксперименте, где постоянно поддерживается концентрация Mg +, при которой активность фермента проявляется не более чем на 40%- На фоне этой концентрации Mg + вoб путем внесения в среду соответствующих количеств цитрата натрия и Mg2+, а также Mg l2 создаются условия для образования Mg-цитpaтнoгo комплекса в диапазоне концентраций 0,1 — 1 мМ. [c.357]

Влияние разл. факторен на Ф. На фармакокинетич. 1 процессы влияют св-ва лек. формы и ее способность высвобождать активное начало, физ. и хим. св-ва действующего в-ва (величина молекулы, р-римость, липофильность, наличие полярных групп и активных центров и др.), объем органи . 1 тканей, скорость потока крови через них, проницаемое и. капилляров и клеточггых мембран, pH вне- и внугриклею - -ных сред, кол-во и активность метаболич. ферментов л компонентов активных транспортных систем, характерис гн- [c.59]

Ферментативные р-ции чувствительны к внеш. условиям, в частности к ионной силе р-ра и pH среды. Влияние т-ры на скорость ферментативной р-ции описывается кривой с максимумом, восходящая ветвь к-рой отражает обычную для хим. р-ций зависимость, выраженную ур-нием Аррениуса. Нисходящая ветвь связана с тепловой денатурацией фммента. Максимум кривой соответствует оптимальной т-ре 7 , значение к-рой для большинства ферментов лежит в пределах 40-50 С. Для нек-рых ферментов, особенно фотмеитов термофильных микроорганизмов, 80-90 °С. Подробнее о кинетике ферментативных р-ций см. Ферментативных реакций кинетика. [c.81]

Влияние pH среды па активность амилазы слюны. Каждый фермент проявляет максимум своего каталитического действия ири строго определенном pH среды. Паивысшую активность многие ферменты проявляют в изоэлектрической точке. [c.116]

В общем случае для ферментативной реакции существует оптимальное значение pH при увеличении или уменьшении pH по сравнению с его оптимальным значением максимальная скорость Уд падает. В нейтральной области pH влияние его изменений на реагирующую систему носит обычно обратимый характер, но при предельных значениях pH (соответствующих сильнокислой или сильнощелочной среде) белки подвергаются необратимой денатурации. Влияние обратимых изменений pH на кинетику можно объяснить изменениями степени ионизации субстрата если же в исследуемом интервале pH степень ионизации субстрата не меняется, то изменения в кинетике объясняются ионизацией фермент-субстратного комплекса. Если фермент-суб-стратный комплекс существует в трех состояниях с разным числом протонов и если только промежуточная форма разлагается с образо ванием продуктов, то уравнение, описывающее влияние pH на максимальную скорость реакции, можно вывести из схемы [c.322]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология