Каталаза на константы скорост

Константу скорости реакции разложения HjO, в присутствии каталазы, выделенной из дрожжей, определяли (при 25° С) титрованием равных объемов анализируемого раствора раствором перманганата калия. Получены следующие данные (т — время от начала реакции) [c.258]

Величина константы скорости реакции перекиси с каталазой, определенная на основании точного решения, к= 1,7-10 моль -л-сек , соответствует значению, найденному прямыми измерениями. [c.368]

Так, константа скорости разложения пероксида водорода, ионами равна 56,0 (если измерять концентрацию в кмоль/м а время — в секундах). Константа скорости той же реакции, проводимой каталазой, составляет 3,5- 10 . Иными словами, реакция под действием фермента протекает в миллион раз быстрее. Константа скорости гидролиза мочевины под действием кислоты равна 7,4- 10 , а фермент уреаза позволяет проводить эту реакцию со скоростью, константа которой на тринадцать порядков больше — 5,0-10 . [c.150]

Чанс измерил константы скорости к ж к для распада перекиси водорода в присутствии каталазы методами ускоренной и остановленной струи с особо высокочувствительным спектрофотометром. Его результаты подтвердили механизм, предложенный Михаэлисом. [c.63]

В табл. 13 приведены значения констант скоростей, энергий активации и предэкспонентов для реакций, катализируемых энзимами, и для сравнения сюда же включены данные для реакций с участием других катализаторов. Поразительный результат, который наблюдается при этом, состоит в том, что энзимы по отношению к одному какому-либо соединению, являются много более эффективными катализаторами, чем общепринятые катализаторы. В случае уреазы и каталазы эта высокая эффективность связана со значительными уменьшениями энергии активации аналогичное явление обнаруживается для многих других ферментативных систем. Очевидно, энзимы оказывают свое действие тем, что заставляют процесс проходить по гораздо более удобному реакционному пути. Пока не известно, каким образом они это делают, но в следующей главе будут даны некоторые пояснения в связи с этим вопросом при рассмотрении гидролиза эфиров. [c.292]

Рис. 2. Влияние исходной удельной мощности УЗ на константу скорости суммарной инактивации каталазы (1.2 нМ) при 45°С в разных условиях а - 7.5 мМ фосфатный буфер, pH 7.4 частота УЗ 2.64 МГц б - 7.5 мМ фосфат-цитратный буфер, pH 4.4 частота УЗ 20.8 кГц.

Константа 54 больше, чем А43, как для каталазы, так и для пероксидазы, как и следует ожидать, учитывая, что Fe — более сильный окислитель, чем Fe , и что аналогичные константы скорости для обоих ферментов численно весьма близки. [c.216]

Рис. 3. Зависимость эффективных констант скорости инактивации каталазы при 45°С от ее концентрации в 7.5 мМ фосфатном буфере, pH 7.4 при УЗ-обработке раство]эов фермента частота 2.64 МГц, мощность 1 Вт/см" (/- ) частота 20.8 кГц, мощность 62 Вт/см (4)

И каталазы и в еще большей степени пероксидазы дают хорошие примеры ферментов, которые в значительной мере неспецифичны по субстрату — в противоположность многим другим ферментам. Они относятся также к числу самых активных из всех известных ферментов, а соответствующие константы скорости бимолекулярных реакций, протекающих при их участии (до 1,4-10 л-моль -с , табл. 17), близки к диффузионному пределу. [c.222]

Во-первых, белок увеличивает константу скорости 35 в случае каталазы и пероксидазы в 10 —10 раз, а скорость установления равновесия в предшествующей этой реакции стадии увеличивается в присутствии белка в 10 раз. Эту реакцию, вероятно, можно записать в следующем виде [c.224]

Во-вторых, в пероксидазе белок существенно не влияет на константы скорости 54 и 43. Однако в каталазе эти константы могут уменьшаться в 10 —10 раз вследствие пространственных затруднений, возникающих при атаке большими молекулами субстрата. [c.225]

AS и AG и тем самым изменяет константу скорости и скорость реакции. Обычно катализатор существенно снижает энергию активации процесса. Так, в реакции разложения Н2О2 в присутствии катализатора фермента каталазы энергия активации понижается от 72 до 4—8 кДж моль . Это соответствует увеличению константы скорости реакции в 10 раз при постоянстве предэкспоненциального множителя. [c.619]

Mg , Мо (точное валентное состояние последнего неизвестно). Комплексы этих ионов с органич. молекулами катализируют многие окислительно-восстановительные реакции и реакции гидролиза. Напр., Mg2+ входит в состав хлорофилла, 1 6 + — в состав гемоглобина, Ге + — в состав каталазы и т. д. Каталитич. активность таких комплексных соединений часто во много раз превышает каталитич. активность изолированных ионов. В ряде случаев была обнаружена зависимость каталитич. активности этих ионов от природы лигандов (М. Кэлвин, В. Лангенбек, Л. А. Николаев). Особенно сильно активируют азотсодержащие лиганды. Несмотря па большое различие констант скорости при катализе комплексами одного и того же иона с различными лигандами, в реакциях этого Типа часто наблюдается постоянство энергии активации. Увеличение же к происходит за счет множителя ко в уравнении Аррениуса. [c.238]

Из специальных методов для быстрых реакций упомянем о различных струевых методах метод непрерывной струи, ускоренной струи и остановленной струи. В частности, методами остановленной и ускоренной струи была измерена скорость разложения перекиси водорода ферментом каталазой. Константа второго порядка определена равной приблизительно 5-10 л-моль сек . [c.329]

Обнаружено [69], что каталаза в присутствии перекиси водорода образует какое-то промежуточное соединение. Спектр его измерялся в интервале 380—430 та, и по сравнению со спектром свободной каталазы наблюдалось небольшое смещение к видимой части. Этот комплекс не обнаруживает никакого сходства с циан-каталазой или соединением, образующимся при добавлении перекиси к азид-ката-лазе. Образование его происходит очень быстро, причем бимолекулярная константа скорости имеет величину около 3 10 сек Ч Если не добавлены доноры водорода, данный комплекс медленно разлагается по реакции первого порядка с константой скорости, равной примерно 0,02 сек. 1. Таким образом, этот комплекс каталазы напоминает первичный зеленый комплекс пероксидазы с перекисью водорода. [c.216]

При обсуждении этого вопроса часто сравнивают реакции гемопротеина и ионизированного железа [3]. Были произведены расчеты, показывающие, что активности каталазы, гемина и ионизированного железа как катализаторов процесса разложения перекиси водорода находятся в отнощении 10 Ю - 10 . Однако такие расчеты могут ввести в заблуждение, так как скорость этих реакций находится в различной зависимости от концентрации водородных ионов, что делает сравнение невозможным. Исходя из эффективности каталазы, которая, как показывают приведенные выше цифры, в 10 ° раз больше, чем у ионизированного железа, следовало бы предложить совершенно иной механизм реакции но если бы ионизированное железо в щелочном растворе не осаждалось, то при pH = 10,46 оно могло бы иметь каталитическую активность, равную максимальной активности самой каталазы. Этот вывод следует из значений константы скорости k в кинетическом уравнении [c.225]

Количественная характеристика инактивации каталазы. Суммарную (ультразвуковую и температурную) инактивацию каталазы характеризовали эффективными константами скорости [c.165]

Особенно интересно сравнение профилей зависимости (уз)-рН при разных частотах УЗ (рис. 46) константы скорости УЗ-инактивации каталазы при всех pH раствора выше при воздействии ВЧ-ультразвука (2), чем при обработке растворов НЧ-ультразвуком (/) несмотря на большую разницу исходных удельных мощностей УЗ [c.167]

Мы считаем, что профили зависимостей всех трех констант скорости инактивации каталазы от pH буфера прежде всего связаны с влиянием pH на структуру каталазы, что подтверждается аналогичным типом самих зависимостей от pH [c.168]

Поскольку состав активированного комплекса при различных катализаторах будет различным, тоС° и будут зависеть от катализатора. Отсюда следует, что катализатор, входя в состав активированного комплекса, изменяет термодинамические параметры АН, А5 и AG и тем самым изменяет константу скорости и скорость реакции. Обычно катализатор существенно снижает энергию активации процесса. Так, в реакции разложения Н2О2 в присутствии катализатора фермента каталазы энергия активации понижается от 72 до 4—8 кДж моль" . Это соответствует увеличению константы скорости реакции в 10 раз при постоянстве предэкспоненциального множителя. [c.619]

Н2О2 к системам Ре - каталаза - Н2О2 и Ре - гемин - Н2О2 константа скорости химической реакции к возрастает на 5-7 порядков. Каталитическая активность комплексов зависит от природы донорных групп, числа и характера звеньев в координационном узле, их взаимного расположения. [c.457]

В случае механизма Бриггса — Холдейна, для которого 2 -1, отношение кса /Км равно к] — константе скорости связывания фермента и субстрата. В гл. 4 будет показано, что константы скорости связывания должны быть порядка 108 М . с-. Это позволяет сделать вывод, что для механизма Бриггса — Холдейна отношение кса. /Км равно 10 — 10 М С-. Каталаза, ацетилхолинэстераза, карбоангидраза, кротоназа, фумараза и триозофосфатизомераза — все эти ферменты по указанному критерию подчиняются кинетике Бриггса— Холдейна, о чем свидетельствуют данные табл. 4.4. Еше одним ферментом такого типа является пероксидаза, выделенная из хрена,— один из первых ферментов, к которому были применены методы исследования быстрых реакций [3]. Сначала пероксидаза образует с перекисью водорода компекс Михаэлиса, который затем взаимодействует с донором водорода (реакция второго порядка). При достаточно высоких концентрациях донора скорость второй реакции значительно превышает скорость диссоциации комплекса Михаэлиса. [c.114]

Активность ферментов как катализаторов выражали многими способами. Одним из часто используемых способов является выражение ее через число оборотов Т.М. Последнее определяют [1] как число циклов, претерпеваемых во время каталитической реакции одной простетической группой фермента в одну минуту, т. е. как число молекул субстрата, реагирующих в минуту на одном активном центре фермента. Однако применялись и некоторые другие определения числа оборотов при любом способе измерения Т. N. следует указывать концентрацию субстрата и то, была ли она достаточной, чтобы дать максимальную скорость. Другой мерой [8, 3] является начальная константа скорости к реакции при низких концентрациях субстрата, где V = к [8]о[Е]о для реакции с одним субстратом, или к [8]о[Е]о[Т]о для бимолекулярной реакции. Эта характеристика имеет преимущество, являясь доступной мерой для многих реакций, катализируемых ферментами, и, кроме того, для тех же самых реакций в присутствии других катализаторов, которые не могут, например, дать предельно максимальную скорость. Однако, возможно, огромное преимущество может дать отнесение к к числу активных центров в молекуле фермента, точно так же как в кислотно-основном катализе константу скорости каталитической реакции делят на число доступных протонов кислотного катализатора. Аналогичным образом при сравнении фермента каталазы с коллоидальной платиной для реакции разложения перекиси водорода каждая частица может оказаться такой же активной, как и отдельная молекула фермента [8]. Однако каждая частица с радиусом 500 А имеет на поверхности приблизительно 3-10 атомов металла, каждый из которых, возможно, является самостоятельным активным центром, так что, относя к одному центру, можно видеть, что фермент оказывается намного более активным. Как показано в табл. 2, ферментативные реакции характеризуются более низкой энергией активации приблизительно на 10 ктл/моль, это может легко объяснить различие в активностях. В табл. 8 некоторые ферменты сравниваются с другими каталитически действующими ионами. [c.139]

Константы скорости реакции первого порядка убывают в такой же последовательности, что и каталаз- о пая активность, т.е. число молей перекиси водорода, разложившихся в течение 20 мин. под действием 1 моля комплекса (табл. 1). Максимальная каталазная активность найдена у [c.70]

Влияние pH обнаружено для каталазы, пероксидазы хрена и хлоро-пероксидазы, причем оно распространяется как на константы равновесия связывания анионов, так и на константы скорости окис-, лительно-восстановительпых реакций, протекающих при участии анионов. Можно предположить, что природе пришлось развить это свойство для какой-то специальной цели и что оно каким-то способом участвует в обеспечении ферментативной активности. Поэтому целесообразно рассмотреть такого рода эффекты более подробно. [c.206]

Каталаза обнаруживает поразительное сходство с пероксидазой хрена в реакции восстановления ее нитритом, зависящей от присоединения протона. Сравним следующие константы скорости (л моль" с ), полученные в расчете на недиссоциированную HNOg [1591 [c.216]

Однако между этими ферментами в реакциях с аскорбиновой кислотой, ароматическими аминами и фенолами имеются существенные различия. Все указанные восстановители реагируют со скоростью, которая практически не зависит от pH, по крайней мере вблизи pH 7. И в этих случаях 54 > 43 и для каталазы, и для пероксидазы хрена, однако обе константы скорости в случае каталазы существенно меньше, чем соответствующие константы скорости для пероксидазы. Гваякол и л-аминобензойная кислота восстанавливает Fe -пероксидазу хрена ( 54 = 9-10 и 5-10 л-моль - с 1 соответственно) примерно в 25—30 раз быстрее, чем комплекс Fe того же фермента ( 43 = 3-10 и 2-10 л-моль - "i) [34]. Для каталазы соответствующие константы скорости не получены. Пирогаллол восстанавливает Fe -каталазу ( 54=2,4 10%-моль - с 1) [159] примерно в 30 раз быстрее, чем Ре -каталазу ( 43 = = 80 л -моль -с ) [159]. Однако последняя константа скорости на несколько порядков меньше, чем соответствуюшле константы для пероксидазы хрена ( 43 = 3-10 л-моль 1-с ) или для небелкового комплекса железопротопорфирина в присутствии избытка гистидина (( 43 = 6-10 л-моль" -с ) [219]. Можно также сравнить скорости реакций аскорбиновой кислоты при pH 7 с комплексами Fe -каталазы ( 54 = 300 л-моль -с ) 159], пероксидазы хрена ( 54 = 1,8-10 ) [49] и небелковым Fe -дейтеропорфирином ( 54 10 л-моль 1-с 1) [178]. Реакция с Fe -каталазой идет слишком медленно, чтобы ее можно было практически наблюдать. Таким образом, низкая активность каталазы в реакциях перекиси водорода с пирогаллолом и аскорбиновой кислотой обусловлена необычно низкими значениями констант 54 и 43 (табл. 16). По-видимому, белок в каталазе в действительности подавляет восстановление Fe и Fe такими большими молекулами, как пирогаллол или аскорбиновая кислота (примерно в 1000 раз), но не такими малыми частицами, как нитрит-ион. Как видно из данных табл. 16, эффект ингибирования становится еще больше (примерно в 10 раз) в случае таких реагентов, как гваякол и адреналин. То, что ингибирующий эффект белка обусловлен пространственными за- [c.216]

Константы скорости реакций с перекисью водорода получены только для некоторых каталаз их значения находятся в интервале 2-10 —4-10 л-моль 1-с и не зависят от pH в интервале рн 3—9 [159]. Реакции со спиртами также не зависят от pH, но происходят гораздо медленнее. Так, константы скорости реакции каталазы млекопитающих с метиловыми этиловым спиртами равны около 1000 л -моль -с , тогда как та же константа для реакции с пропиловым спиртом равна 17 л-моль Реакция с муравьиной кислотой усиливается с повышением кислотности среды, и соответствующая константа скорости имеет гораздо более вы- [c.218]

Такая интерпретация основана на предположении, что все эффекты повышения констант скорости 35, 53 и ускорения окисления галогенидов перекисью водорода являются проявлением одного и того же фундаментального свойства гидроксипероксидаз — способности удерживать одноосновные анионы (включая анионы очень слабых кислот, таких, как перекись водорода, спирты и т. д.) вблизи активного центра, а также на том, что переход от одного типа реакций к другому или дополнение одного типа реакций другим сопряжены лишь с незначительной модификацией белка вокруг активного центра. Обратимые переходы между тетрамерными молекулами типичных каталаз и мономерными субъединицами, обладающими пероксидазной, но не каталазной активностью [117], подтверждают предположение, что структура, ответственная за [c.226]

Значения константы скорости к в уравнении (1), полученные Бон-никсеном, Чансом и Теореллом для чистой эритроцитной каталазы и каталазы из печени при 22°, равны соответственно 3,5 10 < и [c.213]

На кафедре биофизики и биотехнологии Воронежского государственного университета в течение длительного времени проводятся систематические исследования по изучению влияния УФ-ра-диации на структуру и функции молекул одно- и двухкомпонентных белков (гемоглобина человека и некоторых животных, сывороточного альбух лина, каталазы, пероксидазы, цитохрома с, лактатдегидрогеназы, белков системы комплемента) и их комплексов, иммобилизованных ферментов и биомембран в условиях различного микроокружения, в широком диапазоне pH и температур, в присутствии модифицирующих агентов (серотонина, НА1)(Н), аскорбиновой кислоты, третичного бута1 ола, маннита, а-токоферола и др.). Определены величины г вантовых выходов, констант скоростей, энергии активации и термодинамических параметров реакции фотомодификации белковых молекул. [c.141]

Термическую инактивацию каталазы характеризовали эффективными константами скорости первого порядка к , с , которые определяли графически из полулогарифмических анаморфоз кинетических кривых изменения величины к для аликвот, отобранных по ходу термоинактивации каталазы. Эффективные константы скорости УЗ-инактивации каталазы н(уз) вычисляли как разность между суммарной и температурной (к ) константами скорости инактивации (уз) = [c.166]

На рис. 1 в полулогарифмических координатах приведены изменения во времени каталитической активности каталазы (в терминах констант скорости разложения Н2О2, к) при термоинактивации фермента (/ ) и обработке его раствора НЧ-ультразвуком (2) при 45°С (7.5 мМ ФЦБ, pH 4.4, 1.2 нМ каталазы). Из рис. 1 следует, что процессы термоинактивации (/) и суммарной инактивации озвученной каталазы (2) описьшаются уравнением первого порядка до больших глубин превращения фермента и поэтому могут быть адекватно [c.166]

Рис. 1. Полулогарифмические анаморфозы кинетических кривых уменьшения констант скорости разложения Н2О2 (к) при участии термоинактивируемой (/) и озвучиваемой каталазы (2) 45°С, 1.2 нМ каталазы в 7.5 мМ фосфат-цитратном буфере, pH 4.4 2 - частота УЗ 20.8 кГц, исходная мощность - 62 Вт/см .

Известно, что с разбавлением ферментов возрастают константы скорости их термоинактивации [6], а также константы скорости УЗ-инакти-вации пероксидазы хрена [12], тиреоид-пероксидазы человека [13], Г6ФДГ [11] и других. На рис. 3 показаны зависимости констант скорости суммарной инактивации каталазы (/), ее термоинактивации (2) и УЗ-инактивации (3) при 45°С и обработке раствора ВЧ-ультразвуком (2.64 МГц, 1 Вт/см-), а также зависимость УЗ-инактивации каталазы при обработке ее раствора НЧ-ультра-звуком (20.8 кГц, 62 Вт/см-) (4) от концентрации каталазы в диапазоне от 0.4 до 4.0 нМ. Характер зависимостей всех трех констант скорости от концентрации каталазы (сд) аналогичен при обработке растворов НЧ- и ВЧ-ультразвуком. Как и следо- [c.167]

При сонолизе ПХ показано, что на скорость процесса сильно влияет величина pH раствора фермента [12]. На рис. 4а представлены зависимости констант скорости инактивации каталазы (1.2 нМ) при 45° от величины pH в 7.5 мМ фос-фат-цитратном буфере в широком диапазоне 4.15-7.90. Как видно, все три константы скорости инактивации каталазы меняются сходным образом в зависимости от pH раствора и минимальны в области pH от 6.5 до 7.9 уменьшение pH ниже [c.167]

Главным вопросом является участие определенных аминокислотных остатков каталазы в реакциях со свободными радикалами, что приводит к постепенной потере каталитической функции фермента. Величина эффективной суммарной константы скорости взаимодействия каталазы с радикалами НО равна 1.4 х 10 М" с [22], т.е. превышает частоту соударений двух частиц в жидкой фазе и свидетельствует о том, что молекула каталазы атакуется одновременно несколькими радикалами по многим реакционноспособным аминокислотным остаткам. На основании ренгеност-руктурного анализа каталазы печени быка идентифицированы Туг-357 в качестве проксимального лиганда гема, а также важные для каталитического акта аминокислотные остатки с дистальной стороны гема Н15-74, А8П-147, Р11е-152 и РЬе-160 [c.168]

С проксимальной стороны гема функционально важными являются УаМ45, Ш8-211, Рго-235, Aгg-353, и А1а-356 [23], По расходованию акцептора радикалов НО в [9] показано, что при воздействии НЧ-ультразвуком (22 кГц) в 10 мМ фосфатном буфере, pH 7.0 эти радикалы генерируются с высокой скоростью 2.8 х 10 Мс . В активном центре каталазы с НО должны взаимодействовать в первую очередь Туг-357, Н18-74, РЬе-152 и РЬе-160, так как константы скорости их реакций с этим радикалом равны соответственно 1.5 х 10 °, [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология