Ферментативный оптимум

Термолабильность ферментов т. е. инактивация их, связанная с разрывом полипептидных связей при повышении температуры,— денатурация белков, приводит к появлению оптимума температурного действия. С ростом температуры увеличивается скорость ферментативной реакции, но увеличивается и инактивация фермента. Поскольку белки являются амфотер-ными электролитами, для ферментов характерен также оптимум pH. Так, например, оптимум действия пепсина лежит в зоне pH = 1,5 —2,5, трипсина —8—11, сахаразы, выделенной из. дрожжей, — 4,6—5,0, сахаразы из кишечника — 6,2, амилазы из слюны или поджелудочной железы — 6,7—6,8 и т. д. Некоторые ферменты могут иметь различную величину оптимума pH для разных субстратов. Так, оптимум pH пепсина несколько меняется для разных белковых субстратов, тогда как карбогидразы [c.249]

Оптимум pH лизоцима. Ферментативная активность лизоцима максимальна при pH 5,2 и уменьшается как при снижении, так и при повышении этого значения pH (см. рисунок). Лизоцим содержит в активном центре два аминокислотных остатка, необходимых для катализа глутаминовую кислоту в положении 35 и аспарагиновую кислоту в положении 52. Величины рК карбоксильных групп боковых цепей этих двух остатков равны соответственно 5,9 и 4,5. В каком ионизированном состоянии (протонированном или депротониро-ванном) находится каждый из этих аминокислотных остатков в оптимуме pH лизоцима Как можно объяснить форму [c.272]

Ферментативные реакции характеризуются также наличием колоколообразной зависимости скорости реакции от температуры в достаточно широком температурном интервале (что приводит к температурному оптимуму реакции). Эта особенность влияния температуры на кинетику ферментативных реакций объясняется наложением двух эффектов — возрастанием скорости реакции при увеличении температуры и ускорением тепловой денатурации белковой молекулы, приводящей к инактивации фермента при высоких температурах. Ясно, что при достаточно корректной постановке эксперимента оба эти явления можно изучать раздельно (см., например, 9 этой главы). [c.266]

Для применения данного метода необходимо предварительно графически найти значение концентрации субстрата, при которой скорость ферментативной реакции достигает оптимума ([5]опт). Из соотношения [c.113]

Скорость ферментативной реакции повышается в 1,5—2,2 раза с повыщением температуры на 10° С. Поэтому такого понятия, как температурный оптимум активности , не существует. Вместе с тем в условиях эксперимента существует определенное значение температуры, при котором активность фермента максимальна дальнейшее увеличение температуры приводит к снижению скорости реакции. Следует иметь в виду, что это происходит в результате денатурации части фермента. Чем короче время инкубации, тем выше кажущийся температурный оптимум. На рис. 32 видно, что при времени реакции 1 активность максимальна при 70° С, а при времени /2 — при 50° С. Оптимальная температура действия фермента зависит от соотношения между влиянием температуры на скорость ферментативной реакции, с одной стороны, и на скорость денатурации фермента - с другой. [c.211]

Для корректного определения ферментативной активности условия опыта должны быть максимально стандартизованы и проводиться в условиях оптимума температуры и pH. Количество субстрата должно быть равным или большим, чем необходимо для поддержания максимальной скорости реакции. Разнообразие методов оценки ферментативной активности связано с большим количеством вариантов ферментативных реакций. Если продукты реакции или модифицированные субстраты окрашены, то с большим успехом используют спектрофотометрические методы, в случае газообразных продуктов реакции весьма эффективен полярографический метод и т. д. Определение каталитической активности весьма важно для оценки действия фермента. Кроме того, знание удельной активности того или иного фермента дает возможность определить истинное содержание его в клетках. [c.62]

Для всех ферментативных процессов характерно существование известного оптимума температуры, в данном случае лежащего около 40 °С. Нагревание до 100 °С разрушает (денатурирует) фермент, который представляет собой. белок, и способность слюны гидролизовать крахмал исчезает. Поэтому во второй пробирке (прокипяченная слюна), как и в третьей (контрольной), гидролиза крахмала по реакции с иодом не обнаруживается. [c.207]

Из этого соотношения видно, что оптимум pH, определяемый по максимальной скорости ферментативной реакции (при избытке [S]), отличается от оптимума pH, определяемого при низких концентрациях субстрата. Это отличие зависит от значений констант диссоциации. [c.111]

При низкой температуре ферментативные реакции идут медленно. По мере повышения температуры скорость ферментативных реакций обычно повышается. По достижении некоторого оптимума повышение температуры уже ведет к падению активности фермента и вследствие этого к понижению скорости ферментативных реакций. Так, уже при температуре раствора в 50—60° часто происходит температурная инактивация ферментов. Для огромного большинства ферментов температурный оптимум лежит в пределах 37—50°. [c.54]

Оптимальная температура данной ферментативной реакции при определенных условиях не остается постоянной, а изменяется в зависимости от времени воздействия температуры. Если на основании опытов построить с рию кривых, раскрывающих интенсивность ферментативной реакции при различной температуре, то эти кривые будут отражать картину, показанную на рисунке 10. При ферментативной реакции, длящейся несколько, секунд или минут, оптимальная температура реакции будет 70—80°. В этом случае, если продолжительность реакции будет составлять несколько часов, то температурный оптимум будет находиться при более низкой температуре, а если реакция [c.45]

Для всех ферментативных процессов характерно существование известного оптимума температуры, в данном- случае лежащего около 40 °С. Нагревание до 100°С разрушает (денатурирует) фермент, который представляет собой белок, и слюна теряет способность гидролизовать крахмал. Поэтому во второй пробирке [c.185]

Скорость ферментативных процессов легко регулировать. Как известно, каждый фермент наиболее интенсивно влияет при определенной реакции среды, т. е. имеет свой рН-оптимум. Действие фермента обычно ускоряется и при нагревании, но до известного предела, когда он сам постепенно начинает разрушаться (денатурироваться). Он имеет, следовательно, и температурный оптимум. Скорость ферментной реакции, таким образом, можно регулировать, изменяя температуру и степень кислотности (pH) среды, а также количество вносимого катализатора. [c.97]

Общеизвестно, что скорости химических реакций резко возрастает с температурой. Так же хорошо известно, что катализаторы направляют реакцию по пути, характеризующемуся меньшим значением свободной энергии активации. Это означает, что температура несколько меньше влияет на скорость каталитического процесса, чем на соответственные некаталитические реакции. Однако зависимость скорости ферментативных реакций от температуры представляется не столь простой, как в случае обычных каталитических реакций. Во-первых, необходимо учитывать повреждающее действие темйературы на сам катализатор. Помимо того, отдельные стадии ферментативного катализа могут характеризоваться (и, скорее всего, характеризуются) разной температурной зависимостью. Вряд ли приходится удивляться тому, что в прошлом многие энзимологи просто указывали температурные оптимумы для ферментов при определенных условиях, не отмечая (или не надеясь), что,эти данные можно было бы использовать в целях анализа механизма данной реакции. Однако успешное использование термодинамических и активационных параметров в исследованиях механизма органических реакций и возможность кинетического изучения индивидуальных стадий ферментативных реакций дают основание думать, что такой взгляд, пожалуй, слишком пессимистичен. [c.198]

Кривые зависимости ферментативной активности от pH иногда охватывают лишь узкий интервал, а иногда довольно широкий — в несколько единиц pH. Положение оптимума pH зависит от природы субстрата, состава буферного раствора и т. п. Больщинство ферментов неактивно ниже pH 4 и выше pH 10. Обычно вне этого интервала наступает денатурация ферментов, и очень часто при этом необратимая денатурация (табл. 12). [c.229]

Большое значение для ферментативных процессов имеет реакция (pH) среды. Оптимальное значение pH для одних ферментов находится в зоне кислой реакции, для других — в нейтральной или щелочной. Даже для одноименных ферментов различного происхождения оптимум pH различный. [c.26]

В случае ПА, для которой субстратом является анион бензил-пенициллина, желательно использование положительно заряженной матрицы. В этом случае сорбция субстрата носителем приводит к уменьшению величины кажущейся константы Михаэлиса, т. е. к улучшению связывания субстрата и фермента. Кроме того, при использовании анионитов происходит смещение рН-оптиму-ма каталитической активности фермента в область меньших значений pH раствора. Для большинства биологически активных веществ — лабильных соединений, используемых в качестве субстратов, смещение рН-оптимума каталитической активности фермента в область нейтральных pH является крайне желательным, поскольку это позволяет проводить ферментативную реакцию в более мягких условиях, уменьшающих инактивацию субстрата и продуктов реакции и увеличивающих общий выход процесса. [c.240]

Зависимость скоростей реакций, катализируемых химотрипсином, от pH обнаруживает оптимум при pH 8. [42]. Механизм зависимости химотрипсино-. вого катализа от pH заключается в следующем [6—9, 13, 43, 44]. Эффективные константы скоростей химических стадий ферментативной реакции 2 и сохраняют постоянное значение при щелочных и нейтральных значениях pH, но при дальнейшем понижении pH они уменьшаются. Сигмоидальный характер этих зависимостей указывает на участие в катализе ионогенной группы фермента с рЛГа7. Многие годы полагали, что этой группой является имидазольный фрагмент His-57, однако позднее она была идентифицирована как карбоксил Asp-102 [45]. Ее протонизация разрушает водородные связи в составном нуклеофиле (рис. 32), что приводит к потере ферментом каталитической способности. [c.132]

Гиалуронидаза — термолабильный белок. Нагревание до 54°С в течение 60 мин инактивирует фермент. Оптимум pH для гиалуронидазы яда среднеазиатской кобры равен 6,0 (Д, Н. Сахибов с соавт., 1972). По мнению ряда авторов (Keiser, Mi hl, 1958 Д. Н. Сахибов с соавт., 1972), колебания и значениях оптимума pH для фермента указывают на его многокомпонентный состав. Об этом же свидетельствует потеря ферментативной активности после попыток очистки препарата гиалуронидазы. [c.84]

Фруктозо-1,6-дифосфатаза (КФ 3.1.3.11) катализирует расщепление фруктозо-1,6-дифосфата на фруктозо-6-фосфат и неорганический фосфат. Фермент локализован в гиалоплазме, поэтому в качестве источника используют безмитохондриальный гомогенат печени крысы. Для проявления ферментативной активности необходимы ионы или Мп , оптимум водородного показателя сильно зависит от концентрации активирующих ионов и природы буфера. В глициновом буфере в присутствии Mg2+ максимальная скорость наблюдается при pH 9,2. [c.66]

Регуляция Ю аболических процессов может осуществляться на разных уровнях постепенно возрастающей сложности. Простейший путь регуляции — это влияние на скорость ферментативной реакции компонентов реагирукодей системы внутриклеточная концентрация субстрата (субстратов) ферментов, коферментов каждого промежуточного продукта, ионов металлов, внутриклеточное значение pH. Каждый фермент в мультнферментной системе характеризуется определенным оптимумом pH и сродством к своему субстрату (субстратам), продукту (продуктам), а также к своему ко-ферменту или активатору (иону металла). [c.124]

Неспецифич. Ф. в зависимости от pH среды, в к-рой проявляется их макс. ферментативная активность, подразде-хшют на щелочные (оптимум действия при pH 8-10) и кислые (pH 4-6). Щелочные Ф. обнаружены в тканях животных (с истая кишечника, плацента, почки, кости и др.), сыворотке крови, молоке, бактериях, грибах, но не в растениях кислые - в тканях предстательной железы, селезенке, в высш. растениях, бактериях, дрожжах. Различие между двумя группами Ф. наблюдается также при их действии на серосодержащие субстраты щелочная Ф. гидролизует S-эфиры, а кислая Ф.- О-эфиры тиофосфорной к-ты. [c.125]

Влияние температуры на активность ферментов. Согласно закону Ваит-Гоффа скорость химических реакций увеличивается примерно вдвараза при повышении температуры на (О С (коэффициент Q ,). Это прааило справедливо также и для ферментативных реакций, однако только а ограниченной области значений температуры. При повышении температуры свыше 40 — 50 происходит инактивация белкового катализатора из-за тепловой денатурации. Следовательно, ферментативные реакции отличаются от реакций, катализируемых соединениями небелковой природы, наличием температурного оптимума. Причиной быстрого падения активности является высокая величина коэффициента Qio для процесса тепловой денатурации белка. Следует отметить, что ферменты термофильных бактерий имеют весьма высокий температурный оптимум. [c.185]

Скорость ферментативной реакции закономерно увеличивается цримерно вдвое с повышением температуры на каждые 10°. С 45—50° начинается денатурация фермента от нагревания. Постепенное разрушение фермента приводит к тому, что скорость основного химического процесса, катализируемого ферментом, замедляется и, наконец, прекращается. Наивысшая температура, при которой сохраняются нативные свойства ферментов и действие ферментов может продолжаться длительный период, называется оптимальной температурой. Для большинства ферментов оптимальная температура находится в пределах 40—45°. Если опыт продолжается секунды или минуты, то температурный оптимум может лежать в пределах более высоких значений (50—60°). [c.106]

С повыщением температуры до известного предела скорость ферментативных реакций возрастает, причем для большинства ферментативных реакций температурный коэффициент до 30° С равен 1,3—2,0. При дальнейшем повышении температуры хотя и происходит арастание скорости, однако температурный коэффициент уменьшается, что свидетельствует о начинающемся процессе разрушения фермента. Наконец, при достижении определенной температуры наблюдается довольно быстрое уменьшение скорости реакции, так как наступает интенсивное разрушение фермента. Температурный оптимум для большинства ферментов животных организмов лежит между 40—50° С, а для ферментов растений — между 50—60° С. Температурный оптимум для одного и того же фермента зависит от продолжительности опыта, присутствия различных веществ и чистоты препарата фермента. [c.39]

Величина pH плазмы крови подцержи-вается на удивительно постоянном уровне. В норме плазма крови имеет pH, близкий к 7,40. Нарущения механизмов, регулирующих величину pH, наблюдающиеся, например, при тяжелых формах диабета вследствие ацидоза, обусловленного перепроизводством метаболических кислот, вызывают падение pH крови до величины 6,8 и ниже, что в свою очередь, может приводить к непоправимым последствиям и смерти.. При некоторых других заболеваниях величина pH крови иногда достигает столь высоких значений, что она уже не поддается нормализации. Поскольку повьппение концентрации ионов Нвсего лишь на1,1810 М (приблизительная разница между кровью при pH 7,4 и кровью при pH 6,8) может оказаться опасным для жизни, возникает вопрос какие молекулярные механизмы обеспечивают поддержание величины pH в клетках со столь высокой точностью Величина pH влияет на многие структурные и функциональные свойства клетки, однако к изменениям pH особенно чувствительна каталитическая активность ферментов. На рис. 4-13 приведены типичные кривые, характеризующие зависимость активности некоторых ферментов от pH. Видно, что каждый из этих ферментов проявляет максимальную активность при определенном значении pH, которое называется оптимумом pH. Отклонение величины pH в любую сторону от этого оптимального значения часто сопровождается резким падением активности фермента. Таким образом, небольшие сдвиги pH могут приводить к значительным изменениям скорости некоторых жизненно важных для организма ферментативных реакций, протекающих, например, в скелетных мьшщах или в мозгу. Биологический контроль, обес- [c.101]

ЦИЮ нескольких ферментов поджелудочной железы с оптимумом pH около 7. Три из них—трипсин, химотрипсин и кар-боксипептидаза-вырабатываются экзо-кринными клетками поджелудочной железы (рис. 24-5) в виде ферментативно неактивных зимогенов - соответственно [c.749]

В состав люминесцентной системы бактерий входит Л. — флавинмононуклеотид (ФМН), высокомолекулярный жирный альдегид с числом атомов углерода от С, до С , напр, пальмитиновый, и восстановленный дифосфопиридиннуклеотид (ДПН-Н). Кристаллич. Л., выделенная из бактерии А с h-roraoba ter fis her i, представляет собой флавопротеид с ФМН в качестве простетич. группы, ее мол. в. 85 ООО, оптимум действия при pH 6,7. Активность фермента подавляется п-хлормеркурибенаоатом, что свидетельствует о существенной роли SH-группы в осуществлении ферментативных функций. [c.500]

До недавнего времени самыми простыми катализаторами процесса гидролиза считались сильные кислоты и основания. Действие этих веществ сводили к гидролизующему действию высокой концентрации ионов водорода или гидроксила. Большинство гидролитических ферментов имеет оптимум рП около 7, т. е. при такой реакции, при которой концентрация водородных и гидроксильных ионов очень мала. Это свидетельствует о том, что механизм ферментативного гидролиза, повидимому, отличен от механизма гидролиза сильными кислотами или основаниями. В последние годы, однако, была открыта новая группа гидролитических катализаторов. Штейнгардт [42] обнаружил, что различные органические сульфоновые кислоты, например додецил- [c.286]

Взаимодействие ФОС с холинэстеразой является химической реакцией, и поэтому скорость этого процесса повышается с возрастанием температуры. При температурах выше оптимума ферментативной активности картина значительно усложняется вследствие тепловой денатурации фермента. Олдридж [51 подробно изучил торможение параоксоном холинэстеразы эритроцитов кролика в диапазоне температур от 17,6 до 36,7° и на основании этих данных вычислил величину энергии активации, оказавшуюся равной 10,6 ккал/моль. Рассчитаны значения энергий активации и для [c.102]

Вторую реакцию можно рассматривать как прототип тех ферментативных реакций, в которых используется энергия макро-энергетических связей полифосфатов. В природе вместо гидроксиламина в реакциях могут участвовать аминокислоты и вместо гидроксаматов могут образовываться пептиды. Подобные реакции могут представлять собой как бы рудименты автокаталитических процессов, имеющих место при редупликации и приводящих к образованию полипептидов из аминокислот [351, 354]. Показано, что наиболее высокой каталитической активностью в подобных реакциях обладал ион Ве + и оптимум pH лежит при pH 5,2 [354]. [c.572]

Тамман в трактовке ферментативных процессов в клетке эанямап осторожную и прозорливую позицию. Доказав, что ферментативная активность имеет определенный температурный оптимум, и показав, что активность ферментов подавляется при накоплении избытка продуктов реакции, Тамман дал интересное описание ферментативного процесса, обратив внимание на его сложность Продукты расщепления, - писал он, - образующиеся во время реакции, препятствуют действию ферментов (превращая их) при замедлении реакции частью а при прекрашении реакции вполне в недействующее Соединение, которое, однако, может вновь превратиться в действующее. Прибавление продуктов расщепления перед началом реакции значительно замедляет все реакции ферментов, наоборот, удаление продуктов расщепления во время реакции действует ускоряющим образом. Не следует, однако, рассматривать остановку реакции ферментов как состояние подвижного равновесия" (разрядка наша, [c.103]