Реакции, катализируемые ферментами

Витамины и коферменты, скорее всего, не только можно, но и необходимо рассматривать вместе, в одном разделе химии природных соединений, поскольку нельзя провести четкого разграничения определенной группы природных биологически активных веществ на два таких класса. С другой стороны, при освещении химии этих соединений мы неизбежно коснемся вопросов строения и свойств их, а отсюда неизбежен и выход на реакции, катализируемые ферментами (кофер-ментами). Таким образом, эти три феномена химии живой природы — витамины, коферменты и ферментативный катализ не то чтобы тесно связаны, они завязаны в один узел, и комплексное их описание вполне уместно. [c.267]

Сам механизм гидролиза прост и напоминает механизм гидролиза РНК, катализируемого гидроксидом отличие состоит в специфическом расщеплении фосфодиэфирных связей с образованием 3 (а не 2 )-монофосфатов (рис. 3.7). Однако (с учетом псевдовращения) возможны два стереохимических механизма для каждого этапа реакции, катализируемой ферментом. [c.128]

Ферментативный катализ. Реакции, катализируемые ферментами, можно отнести к группе гомогенных каталитических реакций. Они выделяются в специальную группу яо происхождению катализаторов, [c.616]

Реакции, катализируемые ферментами, подчиняются принципу микроскопической обратимости. Согласно этому принципу, механизм любой обратной реакции соответствует лишь обращенному механизму прямой реакции. Эта термодинамическая концепция очень полезна при исследовании природы переходного состояния на основании сведений об обратной реакции. Конечно, ферменты — это наиболее специфичные и мощные катализаторы в природе. Ни один из катализаторов, изготовленных человеком, не обладает той огромной катализирующей способностью, которую ферменты проявляют в мягких физиологических условиях. При этом наблюдается повышение скорости реакции в 10 °—10 раз по сравнению со сходными неферментативными реакциями. [c.208]

Влияние температуры на реакции, катализируемые ферментами, по существу не отличается от влияния температуры на любые другие химические реакции. Поэтому методы обработки температурных зависимостей кинетических и равновесных параметров ферментативных реакций также основываются на классических принципах термодинамики и кинетики (см. гл. 4). [c.249]

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]

Для фермента характерна высокая степень специфичности и эффективности реакции. Основная тема данной главы—особен-пости реакций, катализируемых ферментами. [c.189]

Влияние указанных факторов можно оцепить экспериментально с иомощью модельных систем. В нескольких биохимических моделях удалось достигнуть увеличения скорости реакции примерно на такой же порядок, что и в аналогичных реакциях, катализируемых ферментами. [c.209]

Уникальные каталитические свойства ферментов (см. гл. I) обусловлены весьма сложным механизмом их действия, многие стороны которого еще до конца не раскрыты. Всеобщее признание, однако, получило представление, согласно которому ферментативный катализ обусловлен по крайней мере тремя основными причинами во-первых, тем, что сорбция субстрата на ферменте протекает так, чтобы облегчить последующую химическую реакцию во-вторых, полифункциональ-ным характером химического взаимодействия между ферментом и сорбированным субстратом (или субстратами) и, наконец, в-третьих, эффектами микросреды, характеристики которой (диэлектрическая проницаемость, полярность и др.) в области активного центра могут существенно отличаться от соответствующих показателей водного раствора. В настоящей главе будут рассмотрены именно эти три физикохимических механизма ускорений в реакциях, катализируемых ферментами. Наиболее подробно остановимся на первом из них ( 1—4), поскольку именно здесь удалось глубоко и количественно проникнуть в природу движущих сил катализа. [c.34]

На этом основании следует заключить, что скорость многих химических реакции, катализируемых ферментами, настолько велика, что ее лимитирует физический процесс сорбции (образование фермент-субстратного комплекса). В связи с этим рассмотрим, какой предел скорости предсказывает теория реакций, контролируемых диффузией реагентов. [c.270]

В гл. I мы указывали, что реакции, катализируемые ферментами, до стигают относительно высоких скоростей, поскольку превосходят каталитические неферментативные реакции по скорости более чем в Ю - раз. Кинетический анализ ферментативных механизмов позволяет прий- [c.273]

Каталитическая активность ферментов проходит через максимум при изменении pH. В сильнокислых и сильнощелочных средах ферменты теряют каталитическую активность вследствие денатурации белка. В области 0-ь40 С скорости реакций, катализируемых ферментами, при повышении температуры возрастают в соответствии с уравнением Аррениуса. Энергия активации ферментативных реакций лежит в пределах 20 80 кДж/моль. При температурах 60—70 С белки денатурируются и полностью теряют каталитическую активность. [c.633]

Гомогенно-каталитические реакции, катализируемые ферментами [c.295]

Рассмотрим реагенты, которые составляют субстрат 8 биологической реакции, катализируемой ферментом Е с образованием продуктов Р. Начальные растворы ферментов и субстратов разбавлены исследуем влияние изменения концентрации субстрата на скорость реакции. [c.152]

Этот тип катализа наиболее характерен для катализа ионами металлов и их комплексами, а также для ряда реакций, катализируемых ферментами. [c.327]

Это уравнение известно как уравнение Михаэлиса и широко используется прежде всего в кинетических исследованиях реакций, катализируемых ферментами. Однако оно в равной мере применимо для любого случая катализа, происходящего по механизму образования комплекса катализатор—субстрат. [c.328]

В качестве примера реакции, катализируемой ферментами, на рис. 91 приведена в координатах и, v/s. зависимость начальной [c.330]

Скорость многих реакций, катализируемых ферментами, описывается простым уравнением — уравнением Михаэлиса — Ментена [уравнением (14.1)]. Исходное вещество в таких реакциях обычно называют субстратом. Допустим, что реакция протекает через сочетание фермента Е и субстрата 5 с образованием комплекса Е5, который затем может распадаться двумя путями — снова с образованием Е и 5 или же с образованием Е и продуктов реакции Р [c.397]

Часто продукты, образующиеся в результате реакции, катализируемой ферментами, сами служат ингибиторами ферментов. Благодаря [c.399]

Предположим, что вся энергия образования водородных связей в фермент-субстратном комплексе идет на снижение энергии активации реакции, катализируемой ферментом сколько примерно должно в этом случае образоваться водородных связей, чтобы скорость этой реакции увеличилась в 100 ООО раз [c.427]

Реакции, катализируемые ферментами [c.79]

В активный каталитический центр входят группы, которые могут ориентировать молекулы субстрата в определенном положении по отношению к активному центру. Активный центр фермента имеет строго определенную структуру. Он подобен матрице, в которую может войти молекула только определенного строения. Обычно в ферменте на участок цепи с молекулярной массой 30 000—80 ООО приходится один активный центр. В настоящее время известно около тысячи ферментов. Отдельные группы ферментов катализируют окислительно-восстановительные реакции (оксидоредуктазы) реакции с переносом групп (трансферазы) реакции гидролиза (гидролазы) реакции отщепления групп атомов негидролитическим путем с образованием двойной связи или присоединением по двойной связи (лиазы) реакции изомеризации (изомеразы) реакции присоединения двух молекул (синтетазы). Приведенный перечень реакций, катализируемых ферментами, показывает, что при температурах 0—40° С в живом организме синтезируются высокоэффективные катализаторы практически для всех реакций, связанных с жизнедеятельностью организма. [c.632]

Биохимические реакции, катализируемые ферментами [c.212]

Сопряжение двух реакций, идущих в живой клетке, может осуществляться за счет общего промежуточного соединения. Это справедливо, например, для следующих двух реакций, катализируемых ферментами [c.236]

Скорость реакции, катализируемой ферментом, как правило, оказывается прямо пропорциональной концентрации фермента. Если изменять концентрацию субстрата, то обычно при низких его концентрациях реакция имеет первый порядок по субстрату, а по мере увеличения концентрации субстрата порядок реакции приближается к нулевому (рис. 10.10,а). Фактически измеряемые скорости суммарной реакции являются скоростями, относящимися к стационарному течению реакции. Когда смешиваются растворы фермента и субстрата, вначале происходит очень быстрая реакция фермента с субстратом, скорость которой можно измерить только с помощью специальных методов (например, релаксационных методов, разд. 10.2). Механизм стационарной реакции можно понять, если рассмотреть следующую простейшую схему реакции, описываемой суммарным уравнением 5 = Р [c.320]

Скорость реакции, катализируемой ферментом, равна dt Кы + И [c.532]

Вторая молекула пировиноградной кислоты также может присоединяться к этому же промежуточному соединению, давая после декарбоксилирования молекулу ацетоина. Как сообщалось, в процессе реакции, катализируемой ферментом пируватдекарбоксилазой, обнарум<иваются лишь следовые количества ацетоина. [c.461]

В качестве примера реакции, катализируемой ферментами, на рис. 76 приведена в координатах о, vis зависимость начальной скорости гидролиза аденозиитрифосфата до аденозиндифосфата и ортофосфата, катализируемого ферментом миозином. В этом случае, как следует из прньеденппй зависимости, и,,,,,, 2,0.3 Ю моль1л сек, а Л м = 0,0143 [c.267]

На практике анализ зависимостей констант скоростей ферментативных реакций от температуры проводится аналогично анализу температурных зависимостей неферментативных реакций (см. гл. 4). Однако зачастую для реакций, катализируемых ферментами, график в координатах (1п к, 1/Г) или (1пА/7 , 1/Г) имеет вид линии с изломами. Наличие подобных изломов на аррениусовской зависимости можно объяснить как смено лимитирующей стадии реакции при изменении температуры, так и переходом активного центра молекулы фермента в узком температурном интервале в другое конформационное состояние со сменой активационных параметров реакции. [c.250]

В работе [17] исследовали гидролиз о-нитрофенилового эфира р-О-галактопиранозида под действием р-галактозидазы (мол. вес 540000), иммобилизованной в 15%-иом геле полиакриламида. Эксперимент проводили следующим образом в раствор субстрата ([3]о= 1,66-10 2 М) помещали пластинку определенной толщины, вырезанную из куска геля, с равномерно распределенным в ней ферментом, и регистрировали реакцию по образованию в растворе о-нитрофенолят-иона. Ферментативная реакция, катализируемая ферментом в гомогенном водном растворе, характеризуется значениями /гкат = 273 сек- Лт(каж)= 1,73-Ю М. Коэффициент распределения субстрата между водой и гелем равен единице, коэффициент диффузии субстрата в геле равен 1-10 см /сек. [c.274]

Выражение для скорости реакции (13.1) имеет вид дробно-рационального выражения, числитель которого содержит 8 слагаемых, а знаменатель — 32 слагаемых. Обработка подобной системы (кстати, далеко не самой сложной для реакций, катализируемых ферментами) по методу стационарных концентраций— довольно трудная задача. Значительное упрощение таких схем может быть достигнуто с помощью теории графов, применение которой к анализу кинетики ферментативных реакций было разработано главным образом в работах М. В. Волькенштейна [1—8], а также в работах Кинга и Альтмана [9—10], Фромма [11], Орси [12], Келети [13]. [c.285]

Ферменты ускоряют биологические реакции, снижая энергию активации, не изменяя положения равновесия. Механизм их действия состоит в образовании комплекса фермента с субстратом, который вс гуиает в реакцию, после чего комплекс распадается с oбpaзoвa шeм исходного фермента и продукта. Скорости реакций, катализируемых ферментами, зависят от активности или количества фермента, концен-фации субстрата, pH и состава раствора, температуры, присутствия активаторов и нигабиторов. [c.274]

Катализаторы обладают специфическим действием. Вещество, значительно ускоряющее одну реакцию, часто оказывается совершенно неэффективным для другой. В то же время для данной реакции может существовать целый набор катализаторов. Так, термическое разложение хлората калия ускоряется не только в присутствии МпОг, но и некоторых других оксидов (РегОз, СггОз). Существуют катализаторы, обладающие так называемой групповой специфичностью. Она проявляется в том, что при помощи их ускоряется целая группа однотипных реакций. Например, никель Ренея (мелкодисперсный никель с сильно развитой поверхностью) служит специфическим катализатором реакций гидрирования, а иентоксид ванадия ускоряет многие реакции окисления (ЗОг, N1 3 и т. д.). Многие катализаторы, в частности ферменты, обладают сугубо индивидуальным каталитическим действием. Такие катализаторы называются индивидуально-специфическими. По образному выражению Э. Фишера, реакцию, катализируемую ферментом, можно сравнить с замком, а сам фермент — с ключом. Как не каждый ключ может открыть замок, так не каждый фермент способен ускорить реакцию в данном направлении. Например, один фермент способствует сбраживанию сахара до спирта и диоксида углерода, другой — до молочной кислоты. [c.234]

Концентрация, необходимая для достижения половины максимальной скорости, является характеристической константой реакции, катализируемой ферментами. Она известна как константа Михаэ-лиса —Ментен. [c.154]

Чтобы образовались продукты гидролиза O2+2NH3, молекула воды должна сблизиться с молекулой мочевины, при этом атом кислорода воды должен приблизиться к атому углерода мочевины почти с противоположной стороны по отношению к атому кислорода мочевины, в то же время оба атома водорода должны примкнуть к атому азота. Промежуточный комплекс, вероятно, включает деформированную молекулу мочевины, в которой атом углерода выведен из плоскости NNO, а четыре атома водорода оттянуты от этой плоскости. Такая деформация облегчается, если в процессе участвуют NH- или ОН-группы фермента, которые способствуют образованию водородных связей между атомом кислорода мочевины, атомами кислорода фермента и двумя атомами азота мочевины в то же время группа фермента, не образующая водородной связи, например группа СНг, отталкивает атом углерода мочевины. Молекула воды также может удерживаться ферментом в положении, удобном для деформированной молекулы мочевины. При температуре тела человека уменьшение энергии активации на 5,93 кДж-моль приводит к десятикратному увеличению скорости реакции (разд. 10.4), Энергия водородной связи О—Н- - О или N—Н- - О равняется примерно 20 кДж-моль- . Отсюда следует вывод о необходимости считаться с тем, что энергия деформации, обусловленная рядом водородных связей, может быть равной 25—30 кДж-моль , а это значит, что скорость реакции может увеличиться в 10 000—100 000 раз, что и наблюдается в некоторых реакциях, катализируемых ферментами. [c.396]