Ферменты уравнение Михаэлиса Ментен

Типы ингибирования. Различают обратимое и необратимое ингибирование. Если ингибитор вызывает стойкие изменения пространственной третичной структуры молекулы фермента или модификацию функциональных групп фермента, то такой тип ингибирования называется необратимым. Чаще, однако, имеет место обратимое ингибирование, поддающееся количественному изучению на основе уравнения Михаэлиса-Ментен. Обратимое ингибирование в свою очередь разделяют на конкурентное и неконкурентное в зависимости от того, удается или не удается преодолеть торможение ферментативной реакции путем увеличения концентрации субстрата. [c.148]

При наличии в сточных водах токсичных веществ кинетика ферментативных реакций может существенно отличаться от кинетики ио клас-сР ческому уравнению Михаэлиса — Ментен. Причиной снижения скорости реакций в присутствии ингибирующих веществ является взаимодействие ингибитора с ферментом. Скорость ферментативной реакции в присутствии так называемого конкурентного ингибитора может быть выражена уравнением [c.180]

В отдельных случаях кинетические исследования ферментативных реакций удобно проводить в условиях избытка фермента по сравнению с субстратом (например, при малой растворимости субстрата в воде, или при высоком молекулярном весе субстрата). Детальный кинетический анализ подобного рода систем проводится в главе 9. Здесь отметим только, что уравнение скорости ферментативной реакции, протекающей в режиме установившегося равновесия в условиях [Е]о > [SJo, является симметричным классическому уравнению Михаэлиса — Ментен относительно концентраций реагентов. Так, при избытке фермента скорость реакции имеет первы.й порядок по концентрации субстрата, и смешанный — по концентрации фермента [c.116]

Прочие типичные случаи отклонения кинетического поведения ферментативных реакций от уравнения Михаэлиса — Ментен (реакция двух субстратов с одним ферментом, реакция двух ферментов с одним субстратом, влияние примесей в препарате фермента на кинетику реакции т. д.) будут рассмотрены при решении соответствующих задач. [c.116]

Для описания кинетики ферментативных реакций используют уравнение Михаэлиса—Ментен (6.56). Обычно, чтобы исключить влияние возможного связывания фермента продуктами реакции, экспериментально определяют начальную скорость Шо. В этом случае сз=сз,о—Сез Сз.о, где Сз.о — начальная концентрация исходного вещества, которая намного превышает концентрацию фермента (с5,о> Се,о) Эксперименты проводятся при различных Сз.о- [c.303]

Уравнение (91) идентично той форме, которую принимает уравнение Михаэлиса — Ментен при наличии подвижного равновесия фермента и субстрата с комплексом фермент — субстрат. Общая форма этого уравнения эквивалентна [c.181]

Зависимость начальной скорости катализируемой ферментом реакции превращения одного субстрата от концентрации последнего описывается уравнением Михаэлиса — Ментен [c.11]

Следует отметить некоторые ограничения применения уравнения Михаэлиса—Ментен, обусловленные множественными формами ферментов и аллостерической природой фермента. В этом случае график зависимости начальной скорости реакции от концентрации субстрата (кинетическая [c.138]

Уравнение (У.4) является основным уравнением стационарной кинетики простейших ферментативных реакций. Оно носит название уравнения Михаэлиса — Ментен — авторов, которые, развивая представления Брауна и Анри в области ферментативной кинетики, экспериментально показали приложимость этого уравнения ко многим ферментативным процессам. Следует, однако, сказать, что Михаэлис и Ментен придавали иной смысл величине Кт- Они считали, что концентрация комплекса Е5 определяется лишь соотношением констант -1/ +1, т. е., что на [Е8] существенно не влияет константа +2. Легко показать, что в этом случае получается уравнение такого же вида (У.4), однако в нем член Кт равен к- к+1, т. е. является константой диссоциации фермент-субстратного комплекса. Влияние А+2 на величину [Е5] было учтено Бриггсом и Холденом, однако уравнение ( .4) сохранило название первых авторов. Точно так же константа Кт, представляющая соотношение трех констант скорости, носит название константы Михаэлиса, хотя и имеет иной, более точный смысл. [c.39]

Влияние концентрации субстрата на скорость реакции, катализируемой ферментом, выражается обычно уравнением Михаэлиса — Ментен. Это уравнение описывается асимптотической кривой, т. е. максимум скорости достигается только при бесконечном увеличении концентрации субстрата (см. фиг. 7, Б). Для точного определения [c.46]

Это уравнение графически выражается кривой, имеющей ту же самую форму, что и кривая Михаэлиса — Ментен. Следовательно, подчинение наблюдаемых реакций кинетическим уравнениям Михаэлиса — Ментен еще нельзя рассматривать как доказательство существования фермент-субстратного комплекса, или комплекса, переносящего катионы, или ауксин-рецепторного комплекса. Заслуживают внимания слова Огстона [27] При изучении кинетики реакции нельзя сделать никаких выводов о способе соединения, если не иметь дополнительных сведений, например о реакционной способности, о непосредственно выявленных химических изменениях и о сравнении стереохимических структур . [c.59]

Аналитическое решение этой системы по методу стационарных концентраций дает известное уравнение Михаэлиса — Ментен. Если же решать эту систему уравнений, не привлекая гипотезу о стационарности концентрации фермент-субстратного комплекса, то необходимо воспользоваться одним из численных методов. Для наглядности обсудим сначала метод Эйлера. Чтобы не усложнять задачу, ограничимся пока системой из двух дифференциальных уравнений. (Для сравнения справа приведено решение одного дифференциального уравнения методом Эйлера.) [c.231]

Характерная форма кривой насыщения фермента субстратом (рис. 9-4) может быть выражена математически уравнением Михаэлиса-Ментен [c.233]

Из проведенного анализа следует, что стационарная скорость реакции (6.1) при [S](, [E]q должна гиперболически зависеть от начальной концентрации субстрата и линейно от начальной концентрации фермента. Эти закономерности действительно характеризуют кинетику большинства ферментативных реакций. Дело в том, что уравнение Михаэлиса — Ментен [c.217]

Конкурентное ингибирование проще всего можно распознать экспериментальным путем, определив влияние концентрации ингибитора на зависимость начальной скорости реакции от концентрации Субстрата. Для выяснения вопроса о том, по какому типу-конкурентному или неконкурентному-происходит обратимое ингибирование фермента (дополнение 9-3), весьма удобно преобразовать уравнение Михаэлиса-Ментен в линейную форму. Чаще всего для этой цели используют метод двойных обратных величин. Из графиков, построенных в двойных обратных координатах, можно определить также значение константы диссоциации комплекса фермент-ингибитор. Для реакции диссоциации [c.246]

Поведение аллостерических ферментов не описьшается уравнением Михаэлиса-Ментен. . . [c.364]

Реакции такого типа известны как реакции Михаэлиса—Ментен. Однако они встречаются не только в процессах, катализируемых ферментами. Схема (3-1У) идентична схеме (З-П), в которой опущен член А2. Поэтому из уравнения (3-8) легко получить уравнение Михаэлиса-—Ментен [c.63]

Внешнее сходство уравнения Моно и уравнения Михаэлиса— Ментен рассматривается как неслучайное, основанием для чего служит общее положение о том, что в основе процессов роста и размножения микробных клеток лежат ферментативные реакции внутриклеточного синтеза. Необходимость сопоставления абсолютных скоростей ферментативной реакции с величиной относительной скорости процесса роста популяции микроорганизмов объяснялась тем, что в случае ферментативной реакции концентрация фермента остается постоянной, а при росте популяции количество фермента увеличивается с возрастанием числа особей. [c.78]

Такое простое истолкование зависимости удельной скорости роста популяции от концентрации субстрата с позиций кинетики ферментативных реакций весьма привлекательно. Интерпретируя кинетику роста популяции как проявление закономерностей узкого места цепи ферментативных реакций, многие авторы, отдавая себе отчет в том, что уравнение Михаэлиса — Ментен описывает лишь самый простой, можно сказать идеализированный случай, обращались к рассмотрению более сложных вариантов взаимодействий в системе фермент-субстрат. [c.78]

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

Влияние макромолекул на скорость органических реакций подробно исследовано в работах школы Моравца [324]. Во многих случаях отмечали субстратную специфичность, бифункциональный катализ, конкурентное ингибирование и кинетические закономерности, описываемые уравнением Михаэлиса — Ментен. В связи с этим такие системы рассматривались как модели ферментов. [c.352]

Уравнение Михаэлиса -Ментен, выведенное для описания изменения скоростей, наблюдаемых в ферментативных реакциях, часто используется также для описания гомогенных каталитических реакций. Оно справедливо для таких процессов, в которых промежуточный продукт связан обратимым равновесием с исходными реагентами и катализатором (или ферментом) и кинетически относительно стабилен по отношению к необратимому превращению в продукты реакции. Поэтому некоторая часть катализатора (или фермента [Е]) находится в виде такого интермедиата (или фер-мент-субстратного комплекса [Е8] и образуется в результате каких-либо реакций ([Ец] = [Е1 + [Е8]). Такой случай может быть представлен следующей простой схемой k [c.29]

ЭТО так называемое уравнение Михаэлиса — Ментен. Оно иллюстрирует гиперболическую зависимость скорости ферментативной реакции от начальной концентрации субстрата и линейную зависимость — от концентрации фермента. Произведение /Зкат [Е]о, имеющее размерность скорости реакции, обычно называют максимальной скоростью реакции и обозначают Ут (из уравнения (5.7) видно, что при [5]о>/(т(каж) ВЫПОЛНЯеТСЯ равенство и=Ут). [c.78]

Отсюда видно, что скорость ферментативной деструкции полимера при малой концентрации субстрата зависит от обоих показателей множественной атаки — эффективности гидролиза, г/ , или доли расщепленных связей за продвижение субстата на одну мономерную единицу, и среднего числа единичных продвижений за время жизни фермент-субстратного комплекса, т1 . В то же время максимальная скорость ферментативной деструкции (при насыщающей концентрации субстрата) определяется только эффективностью гидролиза, так как величина ta., предполагается постоянной. Левая часть выражения (77) в соответствии с уравнением Михаэлиса — Ментен (при [5]о<С/(т) равна йкат [5]о//Ст, а выражения (78) — кат) СЛСДОВЗТбЛЬНО [c.100]

В полиферментных системах, примером которых является цел-люлазная (см. схему 117), установление стационарного состояния по отдельным компонентам обычно происходит в двух совершенно различных временных масштабах. Первым устанавливается стационарное состояние по фермент-субстратным комплексам (на схеме 117 не показано), когда скорости их образования и распада значительно превосходят разницу между этими скоростями (здесь и далее рассматривается кинетика при избытке субстрата по сравнению с концентрациями ферментов в системе). Как правило, данное условие начинает выполняться уже в начальный период реакции (в секундном диапазоне или еще быстрее), когда система в целом еще нестационарна по промежуточным метаболитам. Переход всей полиферментной системы в стационарное состояние, в котором концентрации промежуточных метаболитов практически не меняются во времени (точнее, когда скорости их образования и распада значительно превосходят разницу между этими скоростями), происходит обычно достаточно медленно (нередко стационарное состояние вообще не достигается), для большинства изученных целлюлолитических реакций в реальных условиях в течение нескольких часов [24—26]. Это позволяет считать при анализе предстационарной кинетики полиферментных систем, что стационарное состояние по фермент-субстратным комплексам устанавливается практически мгновенно и что образование и распад промежуточных метаболитов происходит в соответствии с обычным уравнением Михаэлиса — Ментен. Тогда в условиях превраи ения исходного субстрата на небольшую глубину, принимая гомогенное распределение ферментов и субстратов в целлюлазной системе и считая превращения практически необратимыми, кинетику ферментативного гидролиза целлюлозы (см. схему 117) описывает следующая система дифференциальных уравнений [c.125]

Здесь следует предупредить читателей относительно некоторой несогласованности в толковании константы Михаэлиса — Ментен. В настоящей книге дано практически наиболее удобное определение константы Михаэлиса — Ментен, принятое Холдейном [15], Олберти [2], а также Диксоном и Уэббом [10]. Между тем Рей-нер [29] считает такое определение неправильным и ограничивает употребление Км особым случаем, когда эта величина выражает истинную константу диссоциации фермент-субстратного комплекса. Лайдлер [22] указывает, что в уравнении Михаэлиса — Ментен j m представляет собой константу диссоциации ES [c.42]

Представление о фермент-субстратном комплексе было выдвинуто для объяснения зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. Позднее наблюдение над тем, что кинетика поглощения катионов растительными тканями подчиняется уравнению Михаэлиса—Ментен, было принято за доказательство существования комплексов, переносящих катионы [12]. Метод кинетического анализа можно назвать методом исключения . Если кинетика реакции, вытекающая из предполагаемого механизма, не соответствует экспериментально полученным результатам, нужно отвергнуть исходное предположение. Однако иногда ряд возможных механизмов реакции приводит к одному и тому же уравнению скорости и потому нельзя сделать выбор между этими механизмами. Например, кинетические данные, укладывающиеся в теорию Михаэлиса — Ментен, соответствуют представлению о фермент-субстратном комплексе, но возможны и другие механизмы реакции. Так, Медведев [24] предложил теорию ферментативного действия, согласно которой комплекс, образуемый ферментом и субстратом, каталитически не активен. Медведев предположил, что скорость ферментативной реакции пропорциональна концентрации молекул фермента, участвующих в неэластических столкновениях, т. е. столкновениях, при которых происходит перенос кинетической энергии. [c.58]

Это уравнение бьшо выведено Михаэ-лисом и Ментен исходя из основного предположения о том, что стадией, лимитирующей скорость ферментативных реакций, является распад комплекса Е8 на продукт и свободный фермент. В дополнении 9-1 представлен современный вариант вывода уравнения Михаэлиса-Ментен. Это уравнение составляет основу для анализа кинетики всех ферментативных реакций. Если известны величины и Йпах, то можно рассчитать скорость ферментативной реакции при любой заданной концентрации субстрата. [c.233]

Для многих ферментов характерна гипфболическая кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата (рис. 9-4), постепенно приближающаяся к точке, соответствующей насыщению фермента субстратом. Мы уже видели, что такие кривые имеют две основные точки 1) Км-концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине ее максимальной скорости, и 2) Т ах-максимальная скорость, т.е. предельное значение, к которому приближается скорость реакции при бесконечно большой концентрации субстрата. Михаэлис и Ментен показали, что из гиперболических кривых насьпцения ферментов можно извлечь много дополнительной полезной информации, если перевести их в простую математическую форму, равнение Михаэлиса-Ментен представляет собой алг раиче-ское выражение гиперболической формы таких кривых. Членами этого важнейшего уравнения являются концентрация субстрата 8, начальная скорость Vo, Утах и Км - Уравнение Михаэлиса-Ментен лежит в основе всех кинетических исследований ферментативных реакций, так как [c.233]

ОНО позволяет рассчитывать количественные характеристики ферментов и проводить анализ их ингибирования. Теперь мы рассмотрим подробнее основные логические и алгебраи- ческие этапы, через которые проходит вывод уравнения Михаэлиса-Ментен на современном уровне. Прежде всего напшпем две основные реакции образования и распада ферментч убстратного комплекса, [c.234]

Уравнение (б), представляющее собой преобразованное уравнение Михаэлиса-Ментен, называется уравнением Лайнуивера-Бэрка. Для ферментов, строго подчиняющихся кинетике Михаэлиса - Ментен, зависи- [c.236]

Несмотря на то что схема (1.7) и уравнение Михаэлиса — Ментен не соответствует на молекулярном уровне ни одному механизму реакции, его использование получило большое распространение. Это одно из фундаментальных уравнений ферментативной кинетики. Уравнение Михаэлиса — Ментен феноменологически описывает практически все ферментативные реа1кции, а наблюдаемые отклонения, как правило, связаны с усложнением простейшей схемы. Дело в том, что уравнение Михаэлиса — Ментен отражает фундаментальную особенность ферментативных реакций — участие в механизме процессов лабильных промежуточных соединений субстрата и активного центра фермента. [c.12]

Величина Км-это ключевой пункт уравнения Михаэлиса-Ментен. Она характеризует поведение данного фермента по отношению к тому или иному суб страту при определенных знанениях тем- 1ЩШ Хрь1 и pH. Приблизительное значение Км мойо получить простым графи- [c.237]

Для аллостерических ферментов соотношения между концентрацией субстрата и скоростью реакции отличаются от соотношений, отвечающих классическому уравнению Михаэлиса-Ментен, причем характер этих различий зависит от того, подчиняется ли фермент действию ингибирующего или активирующего модулятора. У аллостерических ферментов так же, как и у нерегуляторных ферментов, наблюдается насьпцение субстратом, когда последний присутствует в достаточно больших концентрациях, однако график зависимости начальной скорости реакции от концентрации субстрата для некоторых аллостерических ферментов представляет собой сигмоидную кривую, а не классическую гиперболу, характерную для нерегуляторных ферментов (рис. 9-21). Хотя на сигмоидной кривой насьпцения субстратом для аллостерических ферментов мы можем найти точку, в которой скорость реакции равна половине ее максимальной скорости, эта точка не соответствует величине Км, поскольку поведение аллостерических ферментов не описывается гиперболической зависимостью, вытекающей из уравнения Михаэлиса-Ментен. В данном случае вместо символа Км используют символы [8]о 5 и Ко обозначающие концентрацию субстрата, при которой скорость реакции, катализируемой аллостерическим ферментом, равна половине ее максимальной скорости. [c.260]

Ферменты-это белки, катализирующие строго определенные химические реакции. Они связываются с молекулой субстрата, в результате чего образуется промежуточный фермент-субстратный комплекс, который затем распадается на свободный фермент и продукт реакции. При повьппении концентрации субстрата 8 и постоянной концентрации фермента Е каталитическая активность последнего будет повьппаться до тех пор, пока не достигнет характерной для данного фермента максимальной скорости imax при которой практически весь фермент находится в форме комплекса Е8 и, следовательно, насьпцен субстратом. Такая зависимость между концентрацией субстрата и скоростью ферментативной реакции описывается гиперболича кой кривой. Концентрация субстрата, при которой скорость реакции составляет половину величины Р пах, получила название константы Михаэлиса-Ментен (Км). Эта константа является характеристикой каталитического действия фермента применительно к какому-то определенному субстрату. Уравнение Михаэлиса-Ментен [c.267]

Обе предложенные схемы описывают зк с(периментально наблюдаемую зависимость начальной стационарной скорости реакции от концентрации субстрата и фермента. Схема Михаэлиса. — Ментен при избытке субстрата приводит к следующей системе уравнений [c.10]

Несмотря на кажущуюся сложность реакции, вне зависимости ог числа и природы интермедиатов, принимающих участие в механизме реакции, стационарная кинетика процесса будет описываться уравнением Михаэлиса. Для характеристики ферментативных реакций обычно определяют оба параметра входящие в уравнение Михаэлиса — Ментен максимальную скорость Ут и константу Михаэлиса Кт- Важно отметить, что без детального знания механизма реакции интерпретация йкат и Кт как констант связывания фермента субстратом и константы скорости превращения фермент-субстратного комплекса неправильна, поскольку для разных кинетических схем константы ккат и Кт могут отражать совершенно различные процессы (ом. табл. 1), тем не менее эти характеристики легко определяются экспериментально и в ряде случаев несут весьма важную информацию о свойствах каталитической реакции. [c.14]

Известен большой класс ферментативных реакций, для которых уравнение Михаэлиса — Ментен не описывает экспериментально наблюдаемой зависимости ско рости от концентрации субстрата. Эти случаи связаны со значительными изменениями в механизме реакции , как правило, вызывают интерес исследователей, поскольку эффекты такого рода имеют большое регуляторное значение. Известно иесколько механизмов, приводящих к неми-хаэлисовым завйсимостям скорости реакции. Все эти механизмы связаны со взаимодействием с ферментом нескольких молекул субстрата. Отклонения могут быть вызваны ингибированием или активацией реакции избытком субстрата, а также аллостериче-скими эффектами. [c.21]