Фермент насыщение субстратом

Рис. 16.9. Кривые насыщения субстратом для гиперболических и сигмоидных ферментов. А. Кривые насыщения субстратом гиперболического фермента (черная) и сигмоидного фермента (красная). Б. Эффекторы изменяют ход кривой-положительные эффекты ( + ) в сторону повышения сродства фермента к субстрату, а отрицательные (-) в сторону его понижения. Серым и красным цветом показаны области наибольшей чувствительности.

В заключение отметим чтобы модель фермента была действующей, она должна отвечать ряду критериев, характерных для ферментативного катализа, в том числе обладать субстратной специфичностью, т. е, селективно связывать субстрат. Каталитическая реакция, моделирующая ферментативный процесс, должна также подчиняться кинетике Михаэлиса — Ментен (явление насыщения субстратом) при этом должна увеличиваться скорость реакции и осуществляться би- и/или полифункциональный катализ [348], [c.265]

Молекулярной активностью фермента называют величину, показывающую число молей субстрата, превращаемых за одну минуту одной молекулой фермента в условиях субстратного насыщения. Она равна числу ферментных единиц в одном микромоле фермента. Молекулярную активность можно определить только для достаточно чистых ферментов. Когда субстрат является полимером или веществом со многими превращаемыми связями, вместо числа молекул субстрата учитывают число связей, превращаемых ферментом. [c.514]

Скорость ферментативной реакции, т.е. количество субстрата, превращаемое в единицу времени (как правило, в микромолях субстрата, превращенного за 1 мин), зависит как от концентраций фермента (Е) и субстрата (S) или продукта (Р), так и от сродства фермента к субстрату (Кщ), а также от максимальной скорости реакции (t) a ). К -это так называемая константа Михаэлиса-Ментен она равна той концентрации субстрата, при которой активность фермента составляет половину максимальной (t j /2). Максимальная скорость реакции достигается при избытке субстрата, т. е. тогда, когда фермент насыщен субстратом. и г та,-кинетические параметры фермента. [c.486]

Регуляторные ферменты. Свойства регуляторных ферментов намного более сложны. Кривые насыщения субстратом для большинства этих ферментов отклоняются от гиперболической формы и часто становятся сигмоидными (рис. 16,9, А и Б). У таких кривых имеется область значительно большей крутизны, чем у кривых насыщения для простых ферментов. В этой области, примерно между и и регуляторные ферменты очень чувствительны-даже небольшого изменения концентрации субстрата достаточно, чтобы сильно изменить скорость реакции. [c.487]

Скорость реакции, катализируемой ферментом, прямо пропорциональна концентрации фермента. При низкой концентрации субстрата реакция имеет первый порядок по субстрату. При больших концентрациях субстрата скорость реакции остается постоянной и порядок реакции становится нулевым (фермент полностью насыщен субстратом). Скорость реакции зависит от температуры и кислотности среды. [c.296]

КУ] /С и, фермент насыщен субстратом и, следовательно, скорость процесса (2.1) кинетически контролируется химическим превращением фермент-субстратного комплекса [c.38]

Внутримолекулярное (псевдомономолекулярное) превращение фермент-субстратного комплекса. Кинетические закономерности катализа в условиях, когда фермент насыщен субстратом (при [КУ] >> К ), несколько другие. В этом случае кинетика ферментативного процесса определяется внутримолекулярным химическим превращением комплекса ХЕ-ЯУ и следует уравнению (2.8). Это уравнение удобно записать по аналогии с (2.17) иначе [c.41]

Фермент с большой константой в живом организме будет действовать, вероятно, совсем слабо. Согласно теории Михаэлиса и Ментена, если фермент насыщен субстратом, то его действие не [c.55]

Одну из общих проблем энзимологии составляет выяснение вопроса, почему специфичность ферментативных реакций часто проявляется в максимальных скоростях, т. е. при высоких концентрациях субстрата, при которых фермент насыщен субстратом. Можно было бы ожидать, что специфичность должна проявляться в связывании субстратов, так что плохой субстрат должен слабо связываться с активным центром, но, связавшись, должен реагировать нормально. Модель замка и ключа способна объяснить, почему с активным центром фермента связываются субстраты лишь определенной структуры, однако она не может объяснить специфичность в отношении констант скоростей каталитической стадии, что является характерным свойством ферментов. Наиболее непонятное положение существует для субстратов небольших размеров, которые в состоянии связываться, хотя и непрочно, с активным центром и должны бы были претерпевать превращение. Так, фермент гексокиназа катализирует перенос фосфатной группы от АТФ на воду так же, как на гидроксильную группу специфического акцептора — глюкозы, но скорость реакции с водой составляет всего лишь З-Ю доли скорости реакции с глюкозой [7]. Совершенно очевидно, что вода в состоянии проникнуть в активный центр фермента, так что малая скорость реакции несомненно связана с низкой реакционной способностью воды в области активного центра. Многие другие ферменты, катализирующие перенос групп, эффективно катализируют перенос на специфические гидроксильные акцепторы, но катализируют слабо или не катализируют вообще перенос на воду. [c.228]

Так, если катализ реакции в прямом направлении много больше, чем в обратном (в условиях, в которых фермент насыщен субстратом или продуктом при измерении начальных скоростей реакции в каждом направлении), константа диссоциации Kg должна быть больше, чем Кр. Такие малые значения Кр часто приводят к сильному ингибированию продуктом реакции в прямом направлении. [c.245]

Рис. 2. Кривые насыщения субстратом для ферментов двух типов.

Скорость реакции постоянна (при данной концентрации фермента). В этих условиях фермент насыщен субстратом и реакция протекает с максимальной скоростью, т. е. дальнейшее увеличе-яие [5] не изменяет скорости. [c.254]

Если фермент является чистым и насыщен субстратом, а также выполнены стандартные условия определения активности, то для числа оборотов справедливы следующие соотношения [c.8]

Чем больше отличается pH среды от физиологических значе-яий pH для данного фермента, тем менее стабильным оказывается фермент. Однако следует отметить, что это не обяза-телъио происходит при значениях pH, отличных от нейтральных. Например, пепсин достаточно стабилен и имеет нормальную активность при pH 1—2, но быстро денатурирует при pH 7 и выше. Оптимальная стабильность фермента не всегда наблюдается при значении pH, оптимальном для его функционирования, а оптимум pH часто не совпадает с физиологической областью pH. Последнее обусловлено тем, что условия эксперимента, при которых фермент насыщен субстратом, не обязательно соответствуют физиологическим условиям. Тем не менее предполагается, что фермент наиболее стабилен при физиологических или близких к ним значениях pH. [c.87]

Понятно, что при высокой концентрации субстрата фермент перерабатывает его быстрее, чем при более низкой концентрации. Насколько чувствительно реагирует фермент на изменение концентрации субстрата, зависит от крутизны кривой его насыщения субстратом. Чем круче кривая, тем больше повышается скорость реакции при незначительном сдвиге концентрации субстрата. Как видно из рис. 16.9, А, крутизна кривой и соответственно чувствительность больше всего при низких концентрациях субстрата. Из этих рассуждений ясно, что скорость оборота [c.486]

Кроме каталитических центров, распознающих и связывающих субстраты, у регуляторных ферментов есть и другие стереоспецифические участки - так называемые аллостерические центры. Это места связывания эффекторов, изменяющих сродство фермента к субстрату. Имеются особые участки для связывания положительных эффекторов (активаторов) и для отрицательных эффекторов (ингибиторов). Под влиянием эффекторов изменяется форма кривой насыщения (степень ее сигмоидно-сти (рис. 6.9,Б). Говорят не только об аллостерических центрах, но [c.487]

Модели кооперативности. Попытки объяснить кооперативность между субъединицами ферментов, проявляющуюся в сигмоидной форме кривой насыщения субстратом, сводятся к двум гипотезам симметричной модели (Моно и сотр.) и последовательной модели (Кош-ленд) они схематически представлены на рис. 16.10. [c.488]

Если проведены эксперименты для ряда значений полной концентрации фермента, можно рассчитать приведенное значение начальной скорости о, которое равно частному от деления обеих частей уравнения (XXI. 5) на [ <]. При низких концентрациях субстрата реакция протекает как реакция первого порядка относительно [5], а при высоких концентрациях субстрата она не зависит от [5]. Относительно [Е<] при любых значениях [Е(] и [5] эта реакция следует кинетике первого порядка. При высоких значениях [5] весь фермент оказывается насыщенным субстратом и присутствует только в виде комплекса Е5, концентрация которого, однако, ничтожно мала по сравнению с концентрацией субстрата [5].. [c.383]

Скорость ферментной реакции, как мы видим, пропорциональна концентрации [Е5]. Отсюда максимальная скорость реакции, которая наблюдается при наибольшей концентрации субстрата, пропорциональна концентрации фермента [Е], поскольку в этом случае последний насыщен субстратом. Скорость, наблюдаемая при таком условии,— это максимальная скорость реакции [c.53]

Обнаружение, выделение, очистка и изучение свойств фермента зависят прежде всего от наличия достаточно точного и быстрого метода определения активности фермента, а также подходящего метода определения общего белка. Точное определение активности фермента на ранних стадиях очистки часто бывает сопряжено со значительными трудностями, поскольку посторонние ферменты, присутствующие в препарате, могут конкурентно действовать на субстрат. Например, в присутствии АТФ-азы затруднено определение АТФ-зависимых синтетаз, а присутствие р-амилазы мешает определению а-амилазы. Многих трудностей, связанных, например, с подавлением активности продуктами реакции, инактивацией фермента и изменением степени его насыщения субстратом, можно избежать, если измерять начальные скорости реакции. [c.98]

Начальная скорость такой реакции при условии насыщения фермента обоими субстратами А и В должна определяться мономолекулярными константами fe+z и A+4. Действительно, для данного механизма [c.164]

Если сродство слишком мало или слишком велико (рис. 38), концентрации субстрата могут возрастать до физиологически опасных уровней. В первом случае — при недостаточном сродстве фермента к субстрату — для больших скоростей реакции потребовались бы высокие концентрации субстрата. Во втором случае — ири слишком большом сродстве — фермент был бы насыщен уже ири сравнительно низкой концентрации субстрата и ее дальнейшее повышение не сопровождалось бы повышением выхода продукта реакции. В этих условиях содержание субстрата могло бы неограниченно возрастать. Ясно, что в процессе эволюции регуляторных функций ферментов отбор должен был сильно противодействовать чрезмерному отклонению величин Км или 5о,5 от области оптимальных концентраций субстратов. [c.119]

Рнс. 89. Кривые насыщения субстратом для ферментов, у которых сродство к субстрату слишком мало или слишком велико для того, чтобы каталитическое Действие и (или) регуляторные реакции могли быть оптимальными. [c.277]

Основные пути повышения скоростей реакции — это либо использование температурного фактора, либо катализаторов В случае применения неорганических или синтетических катализаторов необходимо использовать в большинстве случаев высокие температуры Как уже было сказано, биокатализаторы эффективно работают при сравнительно низких температурах Скорости реакций зависят от концентраций субстратов Когда фермент насыщен субстратом, он не может функционировать быстрее — это и есть максимальная скорость реакции (Vmax), то есть, когда доля свободного фермента оказывается предельно низкой [c.72]

Здесь [E]f —это суммарная концентрация фермента, т. е. концентрация свободного фермента Е и фермент-субстратного комплекса ES.. Уравнение (6-6) справедливо только при насыщении субстратом, т. е. в условиях, когда концентрация субстрата достаточно высока, чтобы, практически весь фермент перевести в промежуточное соединение ES. Рассматриваемый процесс не является реакцией первого порядка, так как исчезающий комплекс ES вновь образуется из свободного фермента. Однако константа скорости k может быть сопоставлена с KOH TaHTaMif скорости первого порядка, которые мы рассматривали в предыдущее разделе, и является мерой скорости работы фермента. Если концентрация [E]f выражена в молях активных центров на 1 л (т. е. через фактическую молярную концентрацию фермента, умноженную на число активных центров в молекуле фермента), то константу k называют числом-оборотов или молекулярной активностью [6]. [c.8]

Колда фермент полностью насыщен субстратом, присутствуют только формы ЕНгЗ, ЕН5 и Е5. Из определения КаЕз и Кьнз следует, что при этом выполняется соотношение [c.58]

ЭФФЕКТОРЫ ФЕРМЕНТОВ, взмевягот скорость ферментативной р-ции. Различают ингибиторы (снижают скорость) и активаторы (повышают скорость). Конкурентные ингибиторы уменьшают константу Михаэлиса (см. Ферментативных реакций кинетика), неконкурентные — макс. скорость р-ции. Ингибиторы смет, типа действуют по обоим механизмам одновременно. Активаторы влияют, как правило, на макс. скорость р-ции. Для ферментов, состоящих из неск. субъединиц, Э. ф. часто влияют на сродство фермента к субстрату (аллостерич. Э. ф.). Прн этом связывание Э. ф. на одной субъединице может повышать или понижать сродство к субстрату др. субъединицы. Это проявляется в изменении характера зависимости скорости р-ции (или ф-ции насыщения фермента субстратом) от концентрации субстрата (появление З-образной или др. типов негипербо-лич. зависимости). Э. ф. могут быть аналоги субстратов (налр., производные.О-аминокислот — ингибиторы протеолитич. ферментов), ионы металлов, мн. анионы (Р , СЫ и др.). Формально Э. ф. является Н+, т. к. изменение pH таеды влияет на скорость ферментативной р-ции. Эхинопсин (М-метил-4-хинолон), хиноли-новый алкалоид, содержащийся в семенах О [c.724]

Простые ферменты. Для большинства ферментов характерна гиперболическая кривая насыщения субстратом. Скорость реакции зависит только от концентраций субстрата и продукта и гиперболически возрастает с повышением концентрации субстрата, т.е. удовлетворяет условиям соотношения Михаэлиса-Ментен. Такие ферменты называют простыми или гиперболическими ферментами (рис. в.9,А, черная кривая). [c.486]

В реакциях гидролиза этиловых, метиловых и л-нитрофенило-вых эфиров карбоновых и аминокислот лимитирующей является стадия деацилирования, так что при насыщении субстратом практически весь фермент находится в ацилферментной форме. Уравнение стационарной скорости в этом случае отражает процесс гидролиза ацилфермента (см. уравнение (4.40)). Скорость процесса деацилирования зависит от pH. Эта зависимость отражает участие в механизме катализа имидазольной группы гистидина-57, входящего в активный центр фермента [c.87]

У ОДНИХ ферментов кривая насыщения имеет гиперболическую форму (Л), у других — сигмоидную Б). Концентрацию субстрата, при которой скорость реакции (и) составляет половину 1 п1ах обозначают как Км (в случае гиперболической кривой) или 5о 5 (в случае сигмоидной кривой). Область физиологических концентраций, которые обычно несколько ниже /Сдх или 50 5 ( кажущихся величин сродства фермента к субстрату), заштрихована. [c.20]

Рис. 3. Влияние положительных (-1-) и от-рицате.чьных (—) модуляторов на регуляторные ферменты трех различных типов. А. Кривая насыщения субстратов всегда имеет гиперболическую форму, и модуляторы — как положительные, так и отрицательные —влияют только на Б. Кривые насыщения имеют сигмоидную форму, и модуляторы здесь тоже влияют только на кажущееся сродство к субстрату — ве-

Для чего нужны столь высокие концентрации РуДФ-карбо-ксилазы Наиболее очевидным объяснением могут служить факты, о которых мы уже упоминали в то время как содержание СОг в листьях, находящихся в равновесии с окружающей атмосферой, равно около 7 мкМ, величина Кж для РуДФ-кар-боксилазы составляет приблизительно 450 мкМ. Такое огромное несоответствие между сродством фермента к субстрату и физиологическими концентрациями субстрата встречается крайне редко. Понятно, что для эффективной работы РуДФ-карбокси-лазы при условиях, столь далеких от полного насыщения, может потребоваться поддержание необычно высоких концентраций фермента. [c.105]

Для двух более долговременных компенсаторных процессов мы также можем представить себе способы соответствующего изменения сродства ферментов к субстратам в ходе эволюционной адаптации и акклимации к холоду могли бы вырабатываться новые варианты ферментов с более низкими абсолютными величинами Км или S0.5, чем у ферментов, свойственных организмам, адаптированным к теплу или акклимированным к летним условиям. Если этот механизм действительно имеет важное значение, то следует ожидать, что у организмов, адаптированных (или акклимированных) к теплу, величины Км и So,5 окажутся более высокими, чем те же величины для соответствующих ферментов у форм, адаптированных (акклимированных) к холоду. На самом деле такой корреляции обычно не наблюдается, и причины этого должны быть очевидны. Мы уже объясняли (см. рис. 89), почему невыгодно иметь ферменты с чересчур высоким сродством к субстрату фермент легко мог бы быть насыщен субстратом и, кроме того, воздействие регуляторных метаболитов могло бы оказаться малоэффективным. Поэтому отбор, видимо, не благоприятствовал выработке ферментов с разными абсолютными уровнями сродства к субстратам как [c.287]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология