Зависимость скорости ферментативной реакции от времени

При измерении убыли субстрата в данной ферментативной реакции в определенные промежутки времени получается ряд значений, лежащих на определенной кривой, которые выражают зависимость скорости реакции от времени. Это можно изобразить графически, откладывая на осях координат время и концентрацию. [c.218]

На рис. 9-4 показана кривая, характеризующая зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата. Из рисунка видно, что по этой кривой, которая только приближается к точке, соответствующей максимальной скорости реакции, но никогда ее не достигнет, трудно определить точно, при какой концентрации субстрата устанавливается Т ах- Однако благодаря тому, что эта кривая, представляющая собой гиперболу, имеет одинаковую форму для большинства ферментов, Михаэлис и Ментен определили константу, обозначаемую в настоящее время через Км, при помощи которой удобно выражать точное соотнощение между концентрацией субстрата и скоростью катализируемой ферментом реакции. Величину Км, иначе константу Михаэлиса-Ментен, можно определить просто как концентрацию специфического субстрата, при которой [c.233]

Накопление в растении той или иной кислоты тесно связано со всем комплексом превращения органических кислот во время его развития, с типом обмена веществ и его зависимостью от условий внешней среды. Различия в содержании отдельных органических кислот в данном растении следует рассматривать как следствие различий скоростей ферментативных реакций, лежащих в основе образования и превращения комплекса органических кислот. [c.83]

Существуют, таким образом, весьма веские основания для сдвига рКа группы в специфическом микроокружении фермент-субстратного комплекса. Кажущиеся значения р/Са, полученные на основании зависимостей скорости реакции от pH, могут рассматриваться только как часть полезной информации. Такая ситуация является совершенно нормальной в работах по изучению механизмов, где большинство утверждений построено на эмпирических сравнениях. Доказательство определенного механизма должно опираться на результаты как можно большего числа независимых тестов. Время от времени, однако, становится возможным провести единственный решающий эксперимент. В частности, иногда удается зарегистрировать интермедиат и доказать тем самым, что он присутствует в условиях реакции. (Может, однако, потребоваться отдельное доказательство того, что интермедиат образуется по основной схеме реакции.) Такой эксперимент является буквально бесценным в случае ферментативной реакции ввиду гораздо большей сложности последней. Работа с декарбоксилированием ацетоацетата представляет собой пример успешного применения этого подхода. [c.480]

В настоящее время наметились достижения в области разработки методов раздельного вычисления констант скорости необратимых стадий ферментативных реакций. Исследования температурной зависимости этих констант открывают широкие возможности для более полной термодинамической характеристики реакций ферментативного катализа (вычисление энергии активации, энтальпии, свободной энергии). [c.233]

Первоначальное изучение кинетики ферментативных реакций показало, что скорость реакции зависит от концентрации фермента и от концентрации субстрата. Скорость реакции прямо пропорциональна концентрации фермента, в то время как зависимость ее от концентрации субстрата выражается гиперболой, подобной кривой насыщения при низких концентрациях субстрата скорость реакции пропорциональна субстратной концентрации, при высоких — становится независимой от нее. [c.225]

Температурные зависимости. Ферментативные реакции характеризуются обычно энергиями активации порядка 40—120 кДж/моль. В то же время скорость процессов, протекающих в диффузионной области, должна слабо зависеть от температуры-, поскольку [c.104]

Кинетическое уравнение можно записать двумя различными способами либо в виде зависимости концентрации реагента ог времени, либо в виде зависимости скорости реакции от концентраций реагентов. В энзимологии чаще пользуются второй формой, записи, в то время как в химии — первой. Химики отдают предпочтение, как правило, интегральным уравнениям скорости, имеющим то преимущество, что в них входят величины, непосредственно измеряемые экспериментально. Однако, как. видно из гл. 2, первые исследователи ферментативной кинетики, пытаясь применить обычные приемы химической кинетики для описания экспериментальных данных при помощи интегральных уравнений, встретились с большими трудностями. Эти трудности были в значительной степени преодолены благодаря работе Михаэлиса и Ментен [ИЗ], показавших, что более простой способ изучения кинетических свойств ферментов состоит в измерении начальных скоростей реакций. В этом случае можно пренебречь накоплением продукта и расходованием субстрата, которые осложняют анализ всей кинетической кривой. Нежелательным последствием широкого применения этого подхода явилось, однако, то, что биохимики теперь избегают применять интегральные уравнения скорости даже в тех случаях, когда это вполне оправданно. [c.198]

В связи с тем, что скорость ферментативной реакции находится 8 определенной зависимости от концентрации фермента, то и для этой последней величины необходим такой же, как и для концентрации субстратов, способ выражения (т. е. гмоли на литр раствора). Однако в настоящее время это возможно далеко не для всех ферментов, поскольку немногие из них получены в индивидуальном состоянии и не во всех случаях надежно определен молекулярный вес ферментов. Помимо того, как оказалось, в одной молекуле фермента может содержаться несколько каталитических центров, и, следовательно, концентрация фермента может быть не равна концентрации каталитических центров. Все это осложняет положение, хотя в некоторых случаях молярную концентрацию каталитических центров удается определить при помощи прямых или косвенных методов (см. гл. IX) и использовать эту величину для вычисления кинетических констант. [c.9]

Дальнейшее развитие теория стационарной кинетики получила в недавнее время в работах Клеланда [4],. который систематизировал многочисленные механизмы ферментативных реакций, вывел уравнения для зависимости стационарной скорости реакции от концентраций реагирующих веществ и значений кинетических параметров. Исследование механизма двухсубстратных реакций кинетическим методом дано в работе Фромма [5]. Громоздкость расчетов кинетических параметров для сложных реакций и необходимость статистического их анализа привели к необходимости использования в ферментативной кинетике счетно-решающих машин. Первые опыты составления программ для этих машин и решения некоторых [c.76]

В последние годы все чаще обнаруживаются ферментативные реакции, не подчиняющиеся так называемой кинетике Михаэлиса (простой гиперболической зависимости начальной скорости реакции от концентрации субстрата). Кинетика таких, реакций представляет большой интерес, поскольку она может быть связана с механизмом саморегуляции на уровне индивидуального фермента. В книге Уэстли эти актуальные допросы рассмотрены, по нашему мнению, несколько поверхностно и не вполне отражают современное состояние теории, развивающейся особенно интенсивно в последние 2 — 3 года. По этим причинам мы сочли целесообразным снабдить гл. XV, посвященную регуляции активности ферментов, небольшими подстрочными примечаниями и ссылками на работы, вышедшие в последнее время. В список лит - [c.6]

Изолированное наблюдение различия скорости ферментативно катализируемой реакции в воде и в окиси дейтерия не дает ничего существенного для понимания механизма реакции. Элементарные требования, необходимые для интерпретации изотопных эффектов в ферментативных реакциях, заключаются в следующем 1) необходимо разделение влияний изотопного замещения на максимальную скорость и на Кж с дальнейшим разделением влияний на элементарные константы скоростей и равновесий реакции 2) пеобходидю разграничение изотопных эффектов для водородных атомов, необмениваю-щихся и быстро обменивающихся с растворителем 3) для экспериментов, проводимых в растворах окиси дейтерия, необходимо определение влияния этого растворителя на зависимость максимальной скорости и константы Михаэлиса от кислотности. Изотопные эффекты в реакциях переноса необлш-нивающихся атомов водорода, которые обычно связаны с углеродом, интерпретировать относительно легко, поскольку их можно изучать в растворителе постоянного состава, в то время как протоны, связанные с кислородом, азотом или серой, всегда обмениваются с растворителем с диффузионно контролируемой скоростью, которая много выше, чем у изучаемой реакции дейтериевый изотопный эффект в таких реакциях необходимо изучать при использовании окиси дейтерия в качестве растворителя, что влечет за собой определенные трудности в интерпретации результатов, связанных с влиянием растворителя. [c.217]

Скорость всех ферментативных реакций зависит (при прочих постоянных условиях) от концентрации фермента и его субстрата. Рис. 8.3 иллюстрирует эту зависимость. В то время как при увеличении концентрации фермента скорость реакции увеличивается линейно, по мере возрастания концентрации субстрата (при постоянной концентрации фермента) она увеличивается гиперболически, достигая предельной максимальной скорости. Это указывает на то, что фермент должен иметь конечное число участков, взаимодействующих с субстратом после заполнения всех участков дальнейшего увеличения скорости не происходит, и фермент оказывается насыщенным субстратом. Михаэлис и Ментен в 1913 г. одними из первых проанализировали кинетику ферментативного процесса и вывели общее уравнение скорости (известное в настоящее время как уравнение Михаэлиса — Ментен) для реакции, в которой происходит обратимое взаимопревращение одного субстрата и одного продукта. Они предположили, что фермент Е взаимодействует с субстратом 5, образуя фермент-субстратный комплекс Е5, из которого затем освобождаются фермент и продукт Р [c.249]

Изучение химических реакций белков проливает свет на их структуру. Способность почти всех аминокислотных остатков в белке принимать участие в химических реакциях, аналогичных реакциям аминокислот, подтверждает общепринятую в настоящее время концепцию о том, что основной ковалентной связью в белках является пептидная связь. Однако наличие экранированных групп, обнаруживаемое нрй помстщг денатурации и химических реакций, заставляет предполагать, что некоторые фенольные, сульфгидрильные и др. группы либо образуют лабильные связи, которые могут разрываться при денатурации, либо остаются стерически недоступными для химических реагентов до тех пор, пока структура белка не будет изменена. Последнее объяснение окажется, пожалуй, более приемлемым, если в дальнейших исследованиях будет вскрыта зависимость реакционной способности групп от размера молекул реагента. Тот факт, что для проявления биологической активности существенно важное значение имеет лишь часть функциональных групп определенного вида, подчеркивает сложность топографии белков. Различие в скорости реакций амино- и фенольных групп в ряде белков указывает на индивидуальные особенности структуры белка. В настоящее время не может быть сделан обобщающий вывод о важности тех или иных функциональных групп белка для обеспечения биологической активности. Поэтому для того, чтобы иметь возможность сделать подробные заключения о природе ферментативной активности или вирусного действия, следует еще очень многое изучить. Например в таблице, составленной Олькоттом и Френкель-Конратом (см. последующие тома настоящего сборника), указывается, что фенольные [c.354]

Триггерные свойства ферментативных систем играют решаюшую роль в ре-гулировании внутриклеточных процессов метаболизма, а также в процессах клеточной дифференциации, когда при делении появляются дочерние клетки, качественно отличные от клеток предшественников. В настоящее время хорошо известны также триггерные свойства ферментативных систем, осуществляющих транспортную функцию. В частности, такие явления были обнаружены при изучении переноса растворов через пористые мембраны. Система мембранного переноса, сопряженная с химической реакцией, в которой участвует транспортируемое соединение, обладает триггерными свойствами. Предположим, что химический процесс катализируется ферментом, свойства которого, в свою очередь, зависят от концентрации субстрата (транспортируемое вещество) или продукта реакции. Такая зависимость может быть основана на изменении конформационного состояния фермента при некоторых критических концентрациях названных соединений. В этих условиях вместе с конформационным состоянием фермента будут меняться его активность и, следовательно, скорость химического процесса. [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология