Обратимые реакции с одним субстратом

Один из подходов к решению проблемы заключается в использовании посредников (медиаторов), которые осуществляют перенос электронов от электрода к определяемому веществу. Схема такого процесса представлена на рис. 12.10. Частицы А и А являются компонентами обратимой редокс-системы, способными к последующей химической реакции с субстратом 8. Это обстоятельство позволяет практически исключить или уменьшить влияние таких факторов, как необходимость определенной ориентации электроактивного вещества у поверхности электрода, воздействие поля последнего, шероховатости и чистоты поверхности и т.д. Экспериментально наблюдаемый прирост тока А в присутствии субстрата 8 по сравнению с током А в его отсутствие является аналитическим сигналом 8. При этом в электрохимическую реакцию вовлекаются вещества, которые не восстанавливаются при потенциале д/а. Кроме того, в присутствии медиаторов остаточный ток имеет меньшее значение, чем при потенциалах, соответствующих непосредственному восстановлению 8 на электроде возрастает отношение сигнал/шум, а вместе с тем и чувствительность определений. [c.475]

В некоторых случаях при отсутствии катализатора реакция при данных температурных условиях практически вообще не происходит, если энергия активации ее слишком высока. При обратимых химических процессах, как мы видели, катализатор в равной мере увеличивает скорость как прямой, так и обратной реакции. Таким образом, при данной температуре направление процесса целиком определяется концентрацией начальных и конечных, продуктов превращения. Один и тот же катализатор, в зависимости от концентрации в системе начальных и конечных продуктов реакции, может ката лизировать как распад субстрата, так и его синтез. [c.115]

На фиг. 7 кружок 1 обозначает схематически один из типов взаимодействия вещества Р с ферментативной системой. Здесь О обратимо реагирует с ферментом, образуя соединение, которое не связывается с субстратом А. Следовательно, Р является ингибитором. Заметим, что мы сделали три предположения о свойствах Р а) что реакция с ферментом обратима, б) что Р реагирует только со свободным ф ментом, в) что комплекс (Ер) полностью неактивен. Позднее мы постараемся установить характер действия Q в том случае, если какие-либо из атих условий не соблюдаются. А пока введем Р в кинетические уравнения рассматриваемой реакции, полагая, что все условия соблюдены. [c.68]

Существует два тина реакций, для которых уравнения скорости имеют точные решения. Один из этих типов — обратимая бимолекулярная реакция, например реакция взаимодействия фермента с субстратом [c.221]

Характерной особенностью третичной структуры ферментов. является то, что их активный центр и регуляторный участок (один или несколько) взаимодействуют лишь с небольшим числом соединений (лигандов), которые являются либо субстратами, либо эффекторами обратимого или необратимого типа. Очистка ферментов с помощью аффинной хроматографии основана на специфическом узнавании этих участков и возможна лишь в том случае, если активный участок обладает высоким сродством к лиганду, если связывание лиганда с участком- обратимо и если в данных условиях после сшивания лиганда с матрицей никакой другой реакции не происходит. [c.101]

Числом оборотов фермента называется число молекул субстрата, претерпеваю-пщх превращение в единицу времени в расчете на одну молекулу фермента (или один каталитический центр) в условиях, когда концентрация фермента является единственным фактором, лимитирующим скорость реакции (табл. 9-6). Карбонат-дегидратаза (карбоангидраза)-важный фермент, присутствующий в больших концентрациях в эритроци-,/ тах,-представляет собой один из наиболее активных ферментов с числом оборотов 36 ООО ООО в 1 мин в расчете на одну молекулу фермента. Этот фермент катализирует обратимую реакцию гидрата- [c.240]

Так или иначе, при адсорбции на катализаторе происходит активация водорода и восстанавливаемого органического субстрата, превращение их в поверхностные соединения, способные реагировать друг с другом по одному или нескольким определенным маршрутам, не требующим преодоления высокого активационного барьера. Согласно предложенным механизмам, ненасыщенное соединение, связанное с поверхностью катализатора (А или Б), может присоединять атом водорода и образовывать полугидрированный интермедиат Г моноадсорбированный радикал, напоминающий металлорганическое соединение. Эта реакция, как и предшествующие ей процессы, обратима, и интермедиат либо присоединяет еще один атом водорода и превращается в насыщенный продукт, который немедленно десорбируется, либо теряет атом водорода и вновь переходит в адсорбированную форму исходного ненасыщенного соединения или его изомера, отличающегося положением двойной связи. В условиях низкотемпературного гидрирования стадия превращения полугидрированной формы Г в алкан практически необратима [c.27]

Трансаминирование является очень важным процессом превращения аминокислот в организме. В этой реакции происходит обратимый перенос а-аминогруппы аминокислоты на кетокислоту без промежуточного отщепления аммиака. Реакция протекает наиболее активно, когда один из субстратов представлен дикарбоновой амино-или кетокислотой. Процесс трансаминирования катализируется ферментами — аминотрансферазами, коферментом которых является пиридоксальфосфат. Процесс активно протекает в печени, сердечной мышце, скелетных мышцах, почках, семенниках и других органах. В сыворотке крови активность аминотрансфераз очень низка. При нарушении целостности клеточных мембран аминотрансферазы проникают из тканей в кровь. Поэтому определение активности аминотрансфераз в сыворотке крови является важным тестом для диагностики таких заболеваний, как инфаркт миокарда, вирусный гепатит, цирроз печени и др. [c.167]

Нитрогеназные ферменты могут катализировать и другие, на первый взгляд совершенно не связанные с фиксацией азота реакции и восстанавливать другие субстраты. Если начать с полного набора компонентов, необходимых для проявления нитрогеназной активности (азот, восстановитель, АТФ, ионы магния, два белка), и исключить из этой системы азот, то будет наблюдаться зависящее от АТФ выделение водорода. Другими словами, происходит гидролиз АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата и одновременное выделение водорода. Никаких реакций не наблюдается, если исключить АТФ, восстановитель или один из упомянутых белков. Но если использовать в качестве восстановителя водород в присутствии гидрогеназы, то будет наблюдаться главным образом каталитический гидролиз АТФ, поскольку водород, выделяемый нитрогеназой, снова поглощается гидрогеназой. Это зависящее от АТФ выделение водорода не подавляется окисью углерода как активность обычных гидрогеназ, катализирующих обратимое освобождение и поглощение водорода. Фиксация азота и выделение водорода одинаково зависят от pH и характеризуются одним и тем же отношением числа расходуемых молекул АТФ, приходящихся на пару электронов. Очевидно, что эти две реакции тесно связаны между собой, и приходится сделать вывод, что выделение водорода, которое могло бы показаться совершенно лишним, бесполезным побочным процессом, играет важную роль в механизме фиксации азота. Необратимое выделение водорода показывает, что водород генерируется при более отрицательных потенциалах, чем потенциал обратимой гидрогеназы, причем гидролиз АТФ, очевидно, создает движущую силу реакции. Эти данные свидетельствуют в пользу того, что при восстановлении азота используется более сильный восстановитель, чем молекулярный водород,—это и представляет собой способ, который природа использовала для преодоления затруднений, связанных с крайне энергетически невыгодной первой стадией восстановления азота. Они подтверждают мысль, высказанную автором в 1968 г. [180], состоящую в том. [c.233]

Наиболее распространенной причиной ингибирования продуктом, особенно для многоступенчатых механизмов, является уменьшение суммарной скорости реакции вследствие того, что продукт не отделяется от фермента, как при нормальном ходе реакции, а остается с ним связанным. Ясно, что если, скажем, последняя стадия каталитической реакции обратима, то последний продукт реакции, отделившийся от фермента, и первый субстрат должны конкурировать за свободный фермент независимо от положения равновесия суммарной реакции. Для реакций, в ходе которых образуется не один, а несколько продуктов, систематическое исследование начальных скоростей в присутствии одного из продуктов реакции позволяет получить важную информацию о формальном механизме процесса [9]. Этот способ будет более подробно рассмотрен в гл. VIII в связи с кинетическим анализом механизмов двухсубстратных реакций, [c.80]

Различия в прочности. Гилес [447] на примере большого числа красителей с помощью метода сравнения (см. стр. 434) обнаружил, что на белковых и небелковых субстратах наблюдается различная светопрочность. Сравнительные кривые прочности имеют отрицательные наклоны в соответствии с различием в химической природе выцветания красителей, зависящей от вида волокна. Это вытекает из противоположного характера реакций восстановления и окисления, приводящего к обращению ряда прочности красителей на белковых и небелковых волокнах. Так, если светопрочность красителей на белковых субстратах возрастает в порядке А —> Б — то в случае небелковых. она повышается в ряду В->Б->А (рис. VII. 16, см. также примеры в работах [447, 450]). Вследствие влияния физических факторов эта обратимость ряда может часто нарушаться. В соответствии с данными Гилеса [447] красители с высокой прочностью на небелковых волокнах обычно снижают свою светопрочность на один или два балла на волокнах белковой природы. Для красителей, имеющих ничкую прочность на небелковых субстратах, наблюдается повышение прочности на [c.445]

Моно, Шанжё и Жакоб в классическом обзоре [6] лри рассмотрении свойств треониндезаминазы и других ферментов, участвующих в регуляции метаболизма, ввели термин аллостерический эффектор для регуляторной молекулы (например, L-изолейцина), которая ингибирует (или активирует) определенный фермент. Суть концепции авторов отражена в приводимой ниже цитате из их обзора. Аллостерический эффектор специфически и обратимо связывается с аллостериче-ским участком, фермента. Образование такого комплекса не сопровождается никакой реакцией, в которой участвовал бы сам эффектор, но приводит к скачкообразному обратимому изменению молекулярной структуры белка, т. е. к аллостерическому переходу, при котором изменяются свойства активного центра в результате один (или несколько) кинетических параметров, характеризующих активность фермента, также изменяется. Абсолютно необходимое, хотя и отрицательное положение, предусматриваемое данной концепцией, состоит в том, что аллостерический эффектор не должен иметь какого-либо определенного химического или метаболического отношения к самому субстрату, поскольку эффектор связывается с участком вне активного центра и не участвует в катализируемой реакции. Вот почему специфичность и конкретное проявление любого аллостерического эффекта обусловлены исключительно структурой самой [c.13]

Эти две стадии составляют вместе легко обратимую окисли-тельно-восстаиовительиую реакцию, которая отличается от реакции гликолиза лишь тем, что коферментом в ней служит NADP+, а не (NAD+. При гликолизе окислеиие представляет собой сопряженное с субстратом фосфорилирование, на которое в целом затрачивается 8,2 ккал, причем 7 ккал из них сохраняется в виде АТР. При фотосинтезе восстановление ФГК до триозофосфата становится энергетически возможным благодаря использованию АТР. Тем ие меиее термодинамически невыгодное-пололсение равновесия первой стадии приводит к тому, что реакция легко идет в обратную сторону в присутствии ADP. Как показали опыты с реконструированной системой хлоропластов, ФГК-зависимое выделение кислорода быстро подавляется в результате добавления небольшого количества ADP (рис, 8.17), Реконструированная система хлоропластов состоит из хлоропластов, подвергнутых осмотическому шоку, к которым после этой обработки добавляют коферменты и белки стромы. Хлоропласты в такой системе лишены интактных оболочек, и поэтому ничто не препятствует свободному поступлению соединеиий внутрь хлоропластов и выходу из них. Во многих отношениях такую систему молено рассматривать как один большой хлоропласт, ограниченный стенками реакционного сосуда. Как мы уже. отмечали, реконструированная система с ФГК в качестве субстрата будет выделять кислород до тех пор, пока к ней не добавят ADP. Однако фотофосфорилирование (мы пока, еш.е не знаем, является ли оно циклическим, псевдоциклическим или к тем и другим) продолжается и после того, как прекращается, выделение кислорода. По мере превращеиия ADP в АТР временное ингибирование снимается. Аналогичное подавление могут вызывать Р5Ф и другие соединения использующие энергию АТР [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология