Значение ферментативных реакций

В зависимости от численных значений множителей а и (3 эффектор Э может выступать в роли либо ингибитора (I), либо активатора (А, промотора) ферментативной реакции. Полный кинетический анализ и сводная таблица возможных частных случаев ингибирования и активации фермента в рамках схемы (6.14) даны в работе [6]. Некоторые частные случаи имеют особое значение и широко применяются для описания кинетики ферментативных процессов. К их числу относится полное конкурентное ингибирование, полное неконкурентное ингибирование, бесконкурентное ингибирование, простая активация и некоторые типы смешанного ингибирования и активации. [c.219]

Применение метода Диксона к анализу нетривиальных типов ингибирования. Как отмечалось выше, обработка данных по влиянию ингибиторов на кинетику ферментативных реакций может быть проведена в, координатах Лайнуивера-Берка (1/ц, 1/[8]о) или, согласно методу Диксона, в координатах l v, [I]). Метод Диксона обладает тем преимуществом, что он позволяет определять значение константы ингибирования непосредственно из кинетических данных, не прибегая к дополнительным построениям. С другой стороны, вид графика в координатах Диксона не позволяет отличить смешанный тип ингибирования от конкурентного или неконкурентного ингибирования, как это обычно можно сделать при построении в координатах Лайнуивера-Берка. Однако [c.82]

ЗНАЧЕНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ [c.297]

Как видно из разд. 7.1, суть большинства химических реакций, протекающих в биологических системах, заключается в окислении или восстановлении одного или более реагентов. Однако особенно важный тип реакций, к которому, очевидно, относятся многие ферментативные реакции, не связанные с окислением — восстановлением,— это реакции, включающие перенос протона и сопровождающиеся общим основным или кислотным катализом. Естественно, многие из этих ферментативных превращений осуществляются с помощью небелковых кофакторов или коферментов. К таким коферментам относятся некоторые серосодержащие коферменты, среди которых тиаминпирофосфат (часто называемый витамином В1) имеет наибольшее значение. Сейчас уже очевидно, что механизм действия тиаминпирофосфата включает участие карбаниона в качестве промежуточного соединения. Правда, некоторые особенности этого процесса еще недостаточно изучены. [c.458]

В случае ферментативных реакций значения энергии активации снижаются еще больше, так как процессы протекают многоступенчато, с участием нескольких катализаторов, каждый из которых проводит лишь одну стадию процесса. Это позволяет сложным ферментативным реакциям протекать с большой скоростью при [c.33]

Применение катализаторов дает возможность понизить Е до значений < 170 кДж/моль. Так, при гомогенном окислении SO2 без катализатора Е > 280, на платиновом катализаторе < 70 и на ванадиевом 90 кДж/моль SO2. При окислении аммиака па платиновом катализаторе Е составляет лишь 34 кДж/моль NH3, вследствие чего общая скорость процесса определяется скоростью диффузии аммиака. и кислорода к поверхности катализатора. Для ферментативных реакций, как правило, Е = 35—50 кДж/моль. [c.22]

Решающее значение неупругое соударение имеет в каталитических реакциях, с применением которых производится в мире более 90% химических, нефтехимических, нефтепродуктов, во всех ферментативных реакциях, которые обеспечивают жизнеспособность всех клеток животных и растений, в сорбции (адгезии) газов и жидкостей поверхностями раздела фаз, которые обеспечивают [c.45]

Однако для многих ферментативных реакций условие стационарности может выполняться приближенно. Для этого достаточно, чтобы абсолютные значения производных по времени для концентраций промежуточных соединений были одновременно малы (но не обязательно равны нулю) по сравнению с абсолютными значениями производных концентраций субстрата и продукта, т. е. [c.174]

Бесконкурентное ингибирование (а = 3 С 1). В случае бесконкурентного ингибирования значения констант и ш(каж) ферментативной реакции при увеличении концентрации эффектора уменьшаются. [c.220]

Бесконкурентная активация (а = Р > 1). В литературе описаны случаи, когда активатор увеличивает в одинаковой степени значения кат и Кт( ч х) (рис. 78). Подобный характер влияния эффектора соответствует бесконкурентному типу активации, и ферментативная реакция в этом случае описывается следующей схемой [c.223]

Если из независимого эксперимента (при использовании начальных скоростей ферментативной реакции) определить значения kz и К , то, зная начальные концентрации субстрата и фермента и долю субстрата, прореагировавшего до прекращения реакции, из соотношения (6.159) можно рассчитать константу скорости инактивации фермента в условиях опыта. [c.255]

На рис. 93 проведен подобный анализ экспериментальных данных для гидролиза монофенилфосфата, катализируемого щелочной фосфатазой (см. рис. 92) [9]. В этом случае экспериментальные данные можно привести к линейному виду, полагая п = 3. Таким образом, неактивный фермент-субстратный комплекс в реакции гидролиза монофенилфосфата имеет состав Е54. Наконец, из отрезков, отсекаемых полученной прямой (рис. 93) на координатных осях, можно определить значения Кв и V, характеризующие ферментативную реакцию, не осложненную ингибированием при избытке субстрата. [c.239]

Селективное влияние эффекторов (ингибиторов или активаторов) на стадию ацилирования. Допустим, что в среду ферментативной реакции ввели эффектор, который селективно влияет на стадию ацили-рова"ния, что приводит к изменению эффективного значения константы скорости этой стадии. Наблюдаемую в этом случае начальную стационарную скорость реакции (6.117), протекающей при [5]о [Е]о, запишем в виде [c.244]

В том случае, когда в распоряжении экспериментатора имеется полная кинетическая кривая (рис. 101), более удобным представляется метод обработки, в котором вместо абсолютных значений параметров реакции (начальной концентрации субстрата, начального времени реакции, абсолютной концентрации продукта реакции и т. д.) используются относительные величины [23]. Это значительно повышает точность результатов эксперимента. Рассмотрим в качестве примера кинетическую кривую накопления продукта ферментативной реакции, удовлетворяющую уравнению (6.134). Откладываемая на оси ординат величина О может соответствовать различным характеристикам системы, которые удобны для прямого измерения (величина оптической плотности количество щелочи, идущей на титрование продукта реакции проводимость раствора и т. д.). В общем случае Р]о = (О — Од), где а. — коэффициент пересчета Од и О— значения, соответствующие началь- [c.248]

Наконец, величину Кр можно определить, если из независимого эксперимента (при использовании начальных скоростей реакции) найти значения V и ЛГт<каж) ферментативной реакции и сопоставить их со значениями эффективных кинетических параметров, найденных из полной кинетической кривой при ингибирующем действии продукта реакции [см. (6.145) — (6.146)]. [c.254]

В ряде случаев колоколообразная зависимость эффективных кинетических параметров от pH имеет острый максимум (без плато) (рис. 107). Это означает (см. уравнение 6.183), что численные значения констант диссоциации ионогенных групп, контролирующих ферментативную реакцию Кл и К в на схеме 6.177), близки, так что раздельное определение этих констант каким-либо из перечисленных графических методов не представляется возможным. В этом случае для определения значений констант диссоциации (а также истинных, не зависящих от pH значений кинетических или равновесных параметров ферментативной реакции) анализ экспериментальных данных следует проводить следующим методом (на примере выражения 6.183) [c.263]

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]

Мы надеемся, что книга окажется полезной особенно сейчас, когда значение кинетических методов исследования чрезвычайно возросло. Проработать систематически весь этот курс смогут в основном только те студенты, аспиранты и исследователи, которые специализируются в области химической или биологической кинетики, однако можно надеяться, что книга, снабженная подробным предметным указателем, в любом случае будет удобным справочником по методам обработки кинетических данных химических и ферментативных реакций. [c.4]

Под действием ультразвука происходит необратимая инактивация фермента а-химотрипсина. В табл. 7 приведены значения ферментативной активности при различных временах озвучивания раствора фермента. Найти порядок реакции и константу скорости инактивации. [c.11]

Уравнение (5.6) описывает зависимость скорости ферментативной реакции, протекающей по схеме (5.1), от начальной концентрации субстрата и позволяет определять на опыте значения констант йг и Кз, являющихся важнейшими характеристиками ферментативной реакции. В том случае, когда определяемые из эксперимента константы 2 и К являются эффективными величинами (зависящими от pH среды, присутствия в системе ингибиторов или активаторов, наличия дополнительных стадий в схеме (5.1) и т. д.), их называют соответственно каталитической константой ( кат) и кажущейся константой Михаэлиса (/(т(каш)) данной ферментативной реакции. Тогда уравнение (5.6) выглядит следующим образом [c.78]

Ответ Й2=0,572 сек-, Л з МО-з М (A=5,б 10-з М р=18. 5-18 Из графика в координатах Лайнуивера-Берка (рис. 49) видно, что активатор увеличивает в одинаковой степени значения кат и /Ст(каж), ЧТО соответствует случаю бесконкурентной активации (а = р> 1, см. схему 5.13 и выражение 5.14), Таким образом, данная ферментативная реакция описывается схемой [c.106]

Для применения данного метода необходимо предварительно графически найти значение концентрации субстрата, при которой скорость ферментативной реакции достигает оптимума ([5]опт). Из соотношения [c.113]

В случае неупругих соударений накопление энергии атомом водорода и переход его в возбужден юе состояние происходит также, как изложено в предыдущем параграфе, путем увеличения частоты и амплитуды колебаний радиуса около значений Дг. Это усиливает вакуумные колебания на стационарных орбитах, колебания радиуса кривизны АК и кривизны кривых силовых линий АК, а также согласно 7, частоты образования центральной силовой трубки, где взаимные притяже1М1я. электрона и протона происходят за время близкое к "мгновенному" действию. Следовательно, для ускорения каталитических и ферментативных реакций, повышения сопротивления трения при торможении всех видов воздушных, надземных, надводных и подводпых транспортных средств необходимо усилить вакуумные колебания па стационарных орбитах атомов, входящих в состав молекул поверхности и обтекающих сред, повысить частоту колебания радиуса кривизны, кривизны силовых линий, а также колебаний количества центральных силовых трубок, где взаимодействие разгюименных зарядов близко к их. мгновенному действию. [c.47]

Из уравнения (2.21) видно, что термодинамически эффективность ферментативного катализа определяется разницей свободных энергий межмолекулярного (при образовании комплекса Михаэлиса) и внутримолекулярного (в переходном состоянии реакции) образования связи Е-Я. Следовательно, в количественном отношении кинетическая роль комплексообразования Е Н в ускорении ферментативной реакции представляется несколько иной, чем в кинетическом режиме второго порядка (уравнение 2.19). Однако и здесь движущей силой катализа остается свободная энергия взаимодействия Е-Н именно в переходном состоянии реакции (а не в промежуточном комплексе). Действительно, чем более термодинамически выгодным будет внутримолекулярное взаимодействие Е-К в активированном состоянии (чем более отрицательные значения примет величина АОз внутр). тем более благоприятным должно быть отношение VI/ии для ферментативной реакции [см. (2.21)]. Это связано с тем (см. рис. 12), что барьер свободной энергии активации ферментативной реакции (ДО/. внутр) в этом случае уменьшается (по сравнению с ДОи) и, следовательно, скорость процесса [уравнение (2.20)] возрастает. Наоборот, при заданном значении ДО .ппутр термодинамически более благоприятное взаимодействиеЕ -Н в исходном состоянии реакции (фермент-субстратный комплекс ХЕ-КУ) будет тормозить ее протекание. Так, более отрицательные значения Д(3 приводят к неблагоприятным значениям VI /иц в отношении ферментативного процесса [уравнение (2.21)]. Это связано с тем, что активационный барьер Д01% утр (см. рис. 12), определяющий скорость превращения фермент-субстратного комплекса [уравнение (2.20)], при этом возрастает. [c.41]

Если же АО впутр О (и, следовательно, переходное состояние ферментативной реакции стабилизировано связью Е-К), из уравнения (2.21) следует, что всегда существует такой интервал концентраций субстрата, в котором VI /уи> 1, т. е. ферментативный процесс протекает быстрее гомогенно-каталитической реакции. Однако благоприятствующие катализу значения концентрации субстрата КУ не должны быть слишком большими, как видно из уравнения (2.21), причем верхняя граница этого интервала дана значением [c.42]

Казалось бы в таком случае, что эффективность ферментативного катализа должна возрастать при увеличении потенциальной свободной энергии внутримолекулярного взаимодействия ( AG ,gnyrj,p ). Это действительно происходит в ферментативных реакциях второго порядка (см. 2 этой главы), однако при [RY] Ks, когда исходное состояние реакции — это фермент-субстратный комплекс, такое требование не достаточно. Из (2.32) видно, если более благоприятные условия для сорбции (при изменении, например, структуры субстрата) приводят одновременно (и в той же мере) к увеличению также и прочности образующегося комплекса XE-RY (к более отрицательным значениям AG ), эффект [c.57]

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]

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]

Исследование ферментативных реакций в предстационарном режиме нуждается в специальной экспериментальной технике, поскольку используемые методы должны иметь достаточно высокую временную разрешающую способность. Мертвое время экспериментальной методики должно быть существенно меньше времени протекания реакции в предстационарном режиме. В качестве примера рассмотрим случай реакции с участием одного промежуточного соединения. Экспериментальную методику можно считать удовлетворительной, если ее мертвое время будет меньше величины т [см. уравнение (5.109)]. Используя наиболее характерные для ферментативного катализа значения констант скоростей, можно оценить величину т. Величина константы скорости образования фермент-субстратного комплекса ( 1) для большинства ферментативных реакций лежит в диапазоне 10 —10 М" X Хс (см. гл. VII). Типичное значение Кт, характерное для многих ферментативных реакций, равно 10 М. Если положить минимальную концентрацию субстрата равной 10" М (эту концентрацию еще можно определить чувствительным спектрофотометрическим методом), зна-чениет будет лежать в диапазоне 10 —10" с. Это показывает, что для исследования предстационарной кинетики ферментативных реакций необходима специальная экспериментальная техника, позволяющая регистрировать кинетические процессы в микро- и миллисекундном временном диапазоне. [c.204]

Из выражений (6.33) и (6.34) видно, что положение точки, в которой происходит пересечение пучка прямых, соответствук)щих зависимости 1/у от 1/[8]о при различных концентрациях эффектора, определяется лишь значениями констант а и Р и не зависит от величины Кэ (схема 6.14). Таким образом, вид графика в координатах Лайнуивера — Бёрка может быть использован для определения типа влияния эффектора на ферментативную реакцию и для оценки интервалов значений а и Р (более подробно см. в [61). [c.224]

Ингибирование субстратом. Согласно уравнению Михаэлиса — Ментен (6.8), при увеличении концентрации субстрата начальная скорость ферментативной реакции гиперболически возрастает, стремясь к своему предельному значению. Однако в ряде случаев при увеличении концентрации субстрата начальная скорость ферментативной реакции проходит через максимум и затем уменьшается (рис. 88). Обычно подобный тип зависимости v от [S] можно количественно описать исходя из предположения об образовании тройного комплекса SES, не обла-даюш,его ферментативной активностью [c.235]

Из рассмотрения выражения (6.144) видно, что в том случае, когда продукт реакции имеет большее сродство к ферменту по сравнению с исходным субстратом Кр Кпцк ж)), эс )фективные кинетические параметры — максимальная скорость и константа Михаэлиса ферментативной реакции — имеют отрицательные значения [c.252]

Другой важный результат был получен методами нестационарной кинетики — это константы скоростей весьма быстрой бимолекулярной стадии образования промежуточного фермент-субстратного комплекса (табл. 34). Можно было бк думать, согласно (7.2), что эти значения гораздо больше величины, которую дает оценка их нижнего предела. Однако из табл. 34 видно, что наиболее распространенные значения кх = 10 — 10 М" -с и, следовательно, они того же порядка, что и величины Кт.каж, опрбделяющие общую скорость ферментативной реакции (см. табл. 33). [c.269]

В работе [15] было продемонстрировано активирующее действие метирапона на реакцию превращения фенилэтиленоксида в фенилэтиленгликоль, катализируемую эпоксид-гидразой. На основании данных табл. 17 предложить кинетическую схему активации ферментативной реакции и оценить значения кинетических и равновесных параметров реакции. [c.96]

При изучении кинетики анаэробной реакции р-хлоралани-на с оксидазой В-аминокислот было найдено, что цианид-анионы ускоряют реакцию гидрирования фермента при окислении субстрата [16]. Исходя из данных табл. 18, найти значение константы диссоциации комплекса фермент-активатор и величину максимальной скорости ферментативной реакции при избытке цианид-ионов. [c.97]

Авторами [19] был предложен аналитический метод определения параметров Кт(к т) и Vm ферментативной реакции, согласно которому значение Ктыкаж)1Утп, определяемое как котангенс угла наклона касательной к экспериментальной кривой в координатах (v, [S]o) (при малйх концентрациях субстрата), подставляется в выражение [c.97]