Ферментативная реакция, проведени

Как видно из анализа, проведенного в этом параграфе, в ферментативных реакциях, протекающих при избытке концентрации фермента по сравнению с субстратом [см. условие (5.21)], стационарное состоя- [c.184]

Проведение испытания. Ферментативная реакция гидролиза крахмала проводится в строго определенных стандартных условиях температура 30° С, pH среды 4,8—4,9 для солодовых амилаз (с использованием фосфатного буфера), продолжительность 10 мин, концентрация субстрата 1%, объем реакционной смеси 15 мл (10 мл субстрата и 5 мл ферментного раствора). [c.299]

Возможности синтетической химии в последние годы разительно изменились. В некоторых областях благодаря развитию эффективных регио- и стереоселективных методов достигнута селективность на уровне ферментативных реакций, столь восхищающих химиков. При этом химические методы зачастую имеют то преимущество, что они в меньщей степени селективны по отнощению к субстрату и тем самым имеют больщую область применения. И тем не менее мы все еще далеки от синтетических достижений природы [3]. Следовательно, при проведении любого синтеза нужно проверить, не дает ли преимущество замена какой-либо стадии синтеза ее ферментативным вариантом [4а]. Новым аспектом является использование моноклональных антител в качестве катализаторов, осуществляющих химические превращения через стабильные аналоги переходных состояний [46]. [c.492]

Наука о ферментативном катализе (как и наука о любых химических реакциях) имеет две стороны — это представления о механизме и формальное описание его кинетических (или термодинамических) закономерностей. В первой части книги рассмотрен именно первый (механистический) аспект проблемы вторая часть посвящена формальной (практической) кинетике ферментативных реакций. При этом раздельно проведен кинетический анализ реакций, протекающих в нестационарных условиях (гл. V) и в стационарном режиме (гл. VI). [c.4]

Предстационарная кинетика ферментативной реакции с участием промежуточных соединений. Формально-кинетический анализ кинетики каталитических реакций с участием промежуточных соединений может быть проведен и в обш,ем виде — для реакции с участием произвольного числа п промежуточных соединений [22]. [c.201]

Анализ кинетики ферментативной реакции (6.35) может быть проведен также следук ш,им образом. Из уравнения (6.36) следует выражение [c.227]

Исследования фермент-субстратных взаимодействий, особенно проведенные в последние 25 лет, подтвердили и расширили эти идеи. Ферменты, обладающие подлинной специфичностью и использующие только один субстрат, трудны для систематических исследований. Существует, однако, много ферментов с весьма широкой специфичностью. Для них становится возможным измерение влияния изменения структуры субстрата на /Скат и /(м в условиях, оптимальных для природного субстрата. Другим полезным подходом является использование соединений — конкурентных ингибиторов реакции. Последние представляют собой соединения, связывающиеся в том же участке фермента, что и субстрат, обычно в силу близости их структур, и тем самым мешающие протеканию реакции между ферментом и субстратом, так как занимают места, в обычных условиях занимаемые субстратом. Эффект ингибирования четко зависит от концентрации, и каждый отдельный ингибитор можно охарактеризовать, измеряя влияние изменения его концентрации на скорость ферментативной реакции. Эффективность процесса выражается посредством константы ингибирования /С , которая, подобно Кч, в пределе равняется константе диссоциации. [c.511]

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]

Для опред( ления константы ингибирования продуктом ферментативной реакции был предложен метод Фостера — Ниманна [25]. Согласно этому методу прямая, проведенная из начала координат [c.252]

Условия проведения ферментативной реакции. Прежде чем приступить к постановке кинетических экспериментов, необходимо выполнить ряд условий. [c.207]

Пример. Для определения активности ячменного солода приготовлен основной раствор 5 г солода на 100 мл дистиллированной воды с фосфатным буфером. Солод хорошего качества, чистый, предположительно имеет высокую активность. По табл. 91 находим количество основного раствора солода, необходимое для приготовления рабочего раствора, — 4 мл. Тогда в 5 мл рабочего раствора солода, который используется для проведения ферментативной реакции, будет содержаться 10 мг солода (п= 10 мг). [c.300]

О Для проведения колориметрического иммунного анализа с ферментной меткой ферментативная реакция должна приводить к образованию окрашенного продукта. [c.597]

РИС. 6-1. Кинетическая кривая для ферментативной реакции, в ходе которой субстрат 5 превращается в продукты. / — касательная, наклон которой соответствует начальной скорости реакции // — касательная к кривой в точке, соответствующей ненулевому моменту времени наклон этой прямой меньше наклона касательной, проведенной в точке <=0. [c.6]

Из проведенного анализа следует, что стационарная скорость реакции (6.1) при [S](, [E]q должна гиперболически зависеть от начальной концентрации субстрата и линейно от начальной концентрации фермента. Эти закономерности действительно характеризуют кинетику большинства ферментативных реакций. Дело в том, что уравнение Михаэлиса — Ментен [c.217]

Требования к условиям проведения ферментативной реакции [c.25]

Концентрация субстрата ([5]). Скорость реакции зависит от концентрации субстрата вплоть до его насыщающей концентрации. Под насыщающей концентрацией понимают такую концентрацию субстрата, при которой скорость реакции перестает повышаться при дальнейшем увеличении концентрации субстрата (рис. 2, а). При проведении ферментативной реакции реакционная смесь должна содержать такое количество субстрата, которое обеспечит насыщение фермента в течение всего хода определения (количество субстрата, взятого для проведения ферментативной реакции, должно быть примерно на 30 % выше значения точки насыщения). [c.26]

Нерастворимые в воде ферменты получают путем их присоединения к нерастворимым полисахаридным носителям [65, 227, 249]. Применение нерастворимых ферментов упрощает проведение ферментативных реакций, так как такие ферменты могут быть легко удалены из реакционной смеси фильтрацией или центрифугированием, тогда как удаление растворенных ферментов — очень трудоемкая процедура. [c.275]

Иерархическая структурная схема БТС в зависимости от степени ее детализации может охватывать большое число уровней, начиная от ферментативных реакций на уровне отдельных клеток и кончая уровнем функционирования целых подсистем, например ферментация, разделение микробиологических суспензий и т. д. Однако количественный анализ такой структурной схемы в целом с использованием методов математического моделирования представляет собой сложную задачу. С практической точки зрения более эффективно при анализе системы выделить в иерархической схеме ближайшие уровни, описывающие поведение основных подсистем и элементов БТС. Элементами БТС являются условно неделимые единицы — технологические аппараты, в которых осуществляется целенаправленное протекание технологических процессов физической, химической или биохимической природы. К таким аппаратам относятся инокулятор — аппарат для получения засевной биомассы микроорганизмов биохимический реактор — аппарат для проведения процесса микробиологического синтеза флотаторы, центрифуги, сепараторы — аппараты для разделения микробиологических суспензий и др. [c.18]

Проведенный анализ роли кислотности нуклеофильных и кислотно-основных каталитических групп, имеющихся в молекулах ферментов, позволяет заключить, что для осуществления ферментативного катализа реакций данного типа пригодны не все кислотные функциональные группы белка. Для каждого интервала pH выбор ограничен примерно двумя различными аминокислотными боковыми группами. В связи с этим набор механизмов, с помощью которых ферменты какого-либо класса катализируют однотипные реакции, весьма узок. Подробно останавливаясь на этой стороне взаимосвязи структуры и функции в ферментативных реакциях, мы не ставили себе целью продемонстрировать предсказательную силу логических рассуждений вообще, а стремились подчеркнуть важнейшую роль кислотноосновного катализа в ферментативных процессах по сравнению с другими аспектами переноса протона, которые обычно имеют второстепенное значение [3—51. [c.141]

Обычно в эксперименте измеряют зависимость начальной скорости ферментативной реакции от начальной концентрации субстрата Щ -, Д[8]о). Проведение таких измерений для ряда начальных концентраций позволяет определить параметры уравнения (23.2) — Л к [c.224]

В последнее время проведено множество исследований, касающихся разных аспектов ферментативных реакций древесины и ее компонентов. Краткое описание биологических, химических и физических исследований можно найти в обзорной литературе [9, 18, 23, 31, 108, 141, 1551. Проведение нескольких симпозиумов демонстрирует широкую мировую активность в данной области [10, 11, 95, 1091. [c.297]

Использование релаксационного подхода к изучению механизмов ферментативных реакций привело к выяснению детального постадийно-го механизма катализа ряда ферментов. В качестве примера рассмотрим проведенное Г. Хаммесом исследование механизма катализа аспартатаминотрансферазой. [c.212]

Кинетику гидролиза п-нитрофенилфосфата, катализируемого щелочной фосфатазой, изучали по образованию /г-нитрофе-нола и фосфат-иона (продукты 1 и 2 схемы 7.1 соответственно). Было найдено, что при проведении ферментативной реакции в 1М трис-буфере (1М водный раствор трис-оксиметил-З-аминометана) отношение концентраций продуктов Р1/Р2 в процессе реакции равнялось 2,1. Исходя из предположения, что трис-буфер принимает участие в ферментативной реакции в качестве дополнительного нуклеофильного агента [10], определить отношение констант (см. схему 7.12). [c.153]

К сожалению, в литературе пока пе проведен хотя бы приблизительный сравнительный анализ, в какой степени разные подходы статистической кинетики могут быть применимы для описания одних и тех же экснериментальных даггных и как при этом будут отличаться смысл и числеиные значения микроскопических параметров ферментативной реакции (при использовании различных детализированных подходов, с одной стороны, и упрощенных подходов — с другой). Поэтому реальная значимость разработанных подходов статистического анализа к описанию кинетики ферментативной деструкции полимеров остается до настоящего времени неясной. Вместо этого аналитическое рассмотрение иробле-,мы обычно подменяется массированной компьютерной обработкой данных па базе целого ряда формализованных подходов и неоправданных допущений. При этом часто создается иллюзия взаимной согласованности экспериментальных данных и теоретических расчетов, хотя обычно теоретические расчеты корректируются с помощью тех же исходных экснериментальных данных, которые впоследствии и обрабатываются с помощью скорректированных эмпирических коэффициентов. [c.135]

Поскольку два соединения, получающиеся при замене Н на 2 (46 и 47), не идентичны, а энантиомерны, атомы водорода в исходной молекуле неэквивалентны. Такие атомы или группы, дающие при замещении третьей группой энантиомеры, называют энантиотопными. В симметричном окружении такие два атома водорода ведут себя как эквивалентные, но в несимметричном окружении они могут вести себя по-разному. Например, при взаимодействии с хиральным реагентом они могут подвергаться атаке с различной скоростью. Это имеет важнейшее значение в ферментативных реакциях [127], так как ферменты способны к гораздо большей степени дифференциации, чем обычные хиральные реагенты. Примером служит цикл Кребса в биологических объектах, где щавелевоуксусная кислота (48) превращается в а-оксоглутаровую кислоту (50) через последовательность превращений, включаюш,их промежуточное образование лимонной кислоты (49). При проведении процесса с ща- [c.172]

Проведение испытания. Ферментативную реакцию проводят в строго определенных условиях температура 50° С pH 4,8— 4,9 (фосфатный буфер для солодов) продолжительность 30 мпк. объем реакционной смеси 30 мл (20 мл субстрата и 10 мл ферментного раствора). Анализ проводят в пробирках диаметром 18 и длиной 180 мм. В опытную пробирку наливают 20 мл субстрата и ставят в ультратермостат (или водяную баию) с постоянной температурой 50 0,2° С на 5—10 мин. Затем в пробирку наливают 10 м. рабочего ферментного раствора, перемешивают и оставляют стоять в термостате ровно 30 мин. По истечении этого времени пробирку вынимают из термостата, добавляют 1 мл 1 н. раствора соляной кислоты для инактивирования ферментов. Для осаждения белков и осветления гидролпзата приливают 1 мл 30%-ного раствора сульфата цинка и через некоторое время 1 мл 15%-ного раствора гексациано-(И)-ферроата калия. [c.301]

Для графической иллюстрации главных факторных эффектов служит рис. 12.4-5. Как видно из этого рисунка, влияние температуры, в соответствии с результатами расчетов, действительно весьма мгшо. Если для проведения ферментативной реакции выбрать 37° С, то методика достаточно устойчива к флуктуациям температуры. Хотя измеренные величины скоростей при 40° С во всех случаях немного выше, чем при 35° С, однако этот эффект статистически незнаг чим. [c.502]

Вогнутые участки кривых зависимости 1 /(м от pH дают значения р/(а свободного фермента или свободного субстрата, а выпуклые — значения р/Са комплекса Е8. Подобный подход к анализу рН-зависимо-стей параметров ферментативной реакции широко применяется энзимо-логами, однако он часто приводит к некорректным результатам. Например, многие кривые такого рода имеют очень резкий перегиб, криволинейный участок у них занимает интервал рНСЗ при этом расстояние-по ординате между кривой и точкой пересечения асимптоты с горизонтальным участком гораздо меньше 0,30 >. Это означает, что связывание протонов происходит кооперативно и кажущийся р/Са сходен в таком случае с константой К в уравнении (4-33). Читателю, желающему глубже разобраться в обсуждаемых вопросах, можно рекомендовать теоретическую работу [57], где рассматриваются значения р/Са переходного состояния. Интересный анализ кривых с необычно острым максимумом проведен в работах [57а, Ь]. [c.60]

Поскольку в процессе окисления участвуют субстрат п кислород, то уравнения всегда должны иметь вид бисубстратной ферментативной реакции. Конкретный вид этого уравнения установлен после соответствующего анализа экспериментальных исследований, проведенных во ВНИИ ВОДГЕО [c.180]

С развитием биотехнологии возрастает интерес к использованию ферментов и микроорганизмов как катализаторов химических превращений. Особый интерес в этом плане представляет возможность проведения реакций с высокой степенью стереоселективности с целью получения оптически активных соединений. И хотя уже накоплен большой практический опыт применения ферментов и клеток в этих целях, область приложения и потенциальные возможности метода намного шире. В частности, результаты микробиологических реакций трудно предсказуемы, и в этой связи практически всегда требуется мелкомасштабный скриннинг. Такие исследования раньше тормозились из-за отсутствия необходимого метода контроля за прохождением стерео-селективной реакции. Теперь с развитием хиральной хроматографии появилась возможность определять очень простым способом точный энантиомерный состав в пробах, взятых в любой момент прохождения ферментативной реакции. Площадь хроматографического пика измеряется электронным интегратором, связанным с детектором, что позволяет следить за прохождением реакции и ее стереохимией на пробах очень небольшого объема. [c.210]

Структура восстановленного пиридиннуклеотида установлена Коловиком и сотр. [11] в результате изящного эксперимента, включающего а) химическое восстановление ЫАВ+ дитионитом натрия в ВгО с образованием ЫАВН, меченного дейтерием и активного в ферментативной реакции, и б) окисление этого меченого ЫАВН дрожжевой алкогольдегидрогеназой и ацетальдеги-дом, что привело к образованию дейтерийсодержащего окисленного кофермента ЫЛ )+. Положение дейтерия установлено в результате проведения последовательности реакций деградации, представленной на схеме (4). [c.584]

Как и в случае внутримолекулярных реакций, эффективная концентрация этих кислот (оснований) намного выше той, которая может быть достигнута при использовании аналогичных катализаторов, действующих межмолекулярно. Кроме того, при протекании реакции в активном центре фермента дополнительный выигрыш обеспечивается благодаря правильной ориентации реагирующих групп. Общее ускорение реакции достигается за счет как высокой эффективной концентрации общих кислот н оснований, так и правильной ориентации. Первым указанием на важную роль переноса протона в ферментативном катализе явился тот факт, что зависимость скорости большинства ферментативных реакций от pH описывается сравнительно простыми сигмоидными или колоколообразными кривыми. Отсюда следует, что для осуществления ферментативной реакции требуется небольшое число кислотных (основных) групп, находящихся в определенном состоянии ионизации. Действительно, проведенные позже исследования показали, что во многих случаях эти группы, которые обычно удается идентифицировать на основг -нии найденных из рН-зависимости константы скорости значений р/Са, на лимитирующей стадии каталитической реакции выступают в роли доноров или акцепторов протона (табл. 6.1). В биологических системах ферментативные реакции почти всегда протекают в среде с близкими к нейтральному значениями pH, когда концентрации ионов гидроксония и гидроксида минимальны. Неудивительно поэтому, что ферменты столь широко используют механизмы общего кислотно-основного катализа. [c.137]

На основании проведенного анализа можно заключить, что в силу нейтральности реакционной среды в биологических системах общий кислотно-основной катализ в ферментативных реакциях может осуществляться только теми аминокислотными остатками, у которых значения р/Са боковых функциональных групп лежат в интервале от 4 до 10. Действительно, было установлено, что в роли групп, ответственных за общий кислотноосновной катализ, в молекулах ферментов наиболее часто выступают остаток гистидина и к арбоксильные группы аспарагино- [c.139]

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]

Самые мелкие из известных прокариотных клеток — бактерии, принадлежащие к группе микоплазм. Описаны микоплазы с диаметром клеток 0,1—0,15 мкм. Поскольку молекулы всех соединений имеют определенные физические размеры, то, исходя из объема клетки с диаметром 0,15 мкм, легко подсчитать, что в ней может содержаться порядка 1200 молекул белка и осуществляться около 100 ферментативных реакций. Минимальное число ферментов, нуклеиновых кислот и других макромолекулярных компонентов, необходимых для самовоспроизведения теоретической минимальной клетки , составляет, по проведенной оценке, около 50. Это то, что необходимо для поддержания клеточной структуры и обеспечения клеточного метаболизма. Таким образом, в группе микоплазм достигнут размер клеток, близкий к теоретическому пределу клеточного уровня организации жизни. Мельчайшие ми-коплазменные клетки равны или даже меньше частиц другой группы микроскопических организмов — вирусов. [c.22]

Проведенное рассмотрение показывает, что зависимость кипетически.ч параметров ферментативной реакции от pH позволяет в ряде случаев получить сведения о природе групп фермента, формирующих активный центр фермента. [c.214]

Для всестороннего изучения морфолого-физиологических свойств и продуктов обмена, прежде всего, микробов все ранее предложенные способы их выращивания оказались малопригодными Более того, накопление однородной по возрасту большой массы клеток оставалось исключительно трудоемким процессом Вот почему требовался принципиально иной подход для решения многих задач в области биотехнологии В 1933 году А. Клюйвер и Л X Ц Перкин опубликовали работу "Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов", в которой изложили основные технические приемы, а также подходы к оценке и интерпретации получаемых результатов при глубинном культивировании грибов С этого времени начинается третий период в развитии биологической технологии — биотехнический Началось внедрение в биотехнологию крупномасштабного герметизированного оборудования, обеспечившего проведение процессов в стерильных условиях Особенно мощный толчок в развитии промышленного биотехнологического оборудования был отмечен в период становления и развития производства антибиотиков (время второй мировой войны 1939 — 1945 гг, когда возникла острая необходимость в противомикробных препаратах для лечения больных с инфицированными ранами) Все прогрессивное в области биологических и технических дисциплин, достигнутое к тому времени, нашло свое отражение в биотехнологии Следует отметить, что уже в 1869 г Ф Мишер получил "нуклеин (ДНК) из гнойных телец (лейкоцитов), В Оствальд в 1893 г установил каталитическую функцию ферментов, Т Леб в 1897 г установил способность к выживанию вне организма (в пробирках с плазмой или сывороткой крови) клеток крови и соединительной ткани, Г Хаберланд в 1902 г показал возможность культивирования клеток различных тканей растений в простых питательных растворах, Ц Нейберг В 1912 г раскрыл механизм процессов брожения, Л Михаэлис и М Л Ментен в 1913 г разработали кинетику ферментативных реакций, а А Каррел усовершенствовал способ выращивания клеток тканей животных и человека и впервые применил экстракт эмбрионов для ускорения их роста, Г А Надсон и Г С Филлипов в 1925 г доказали мутагенное действие рентгеновских лучей на дрожжи, а в 1937 г Г Кребс открыл цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), в 1960 [c.16]