Михаэлиса зависимость от давления

Большое внимание исследователей привлекали достаточно часто наблюдаемые отклонения от уравнения Михаэлиса, приводящие к сигмоидальной зависимости скорости реакции (степени насыщения) от концентрации субстрата. Впервые модель, приводящая к сигмоидальной кривой, была рассмотрена в 1909 г. Хиллом при интерпретации зависимости насыщения гемоглобина кислородом от парциального давления кислорода. На рис. 2.14 приведена типичная экспериментально наблюдаемая зависимость. По своей физической сущности функции степени насыщения гемоглобина кислородом и насыщения фермента субстратом полностью эквивалентны и могут рассматриваться в рамках одного подхода. [c.108]

Молекулы многих белков состоят из субъединиц и имеют несколько центров связывания лигандов. В ряде случаев кривые связывания лигандов не следуют уравнению Михаэлиса — Ментен (глава 6, разд. Г), а имеют сигмоидный характер. Кривая такого рода представлена на рис. 8.1 она отражает зависимость степени насыщения гемоглобина кислородом от давления кислорода. Здесь же для сравнения приведена гипербола, описываемая уравнением типа уравнения Михаэлиса — Ментен, которая отражает связывание кислорода миоглобином. Сигмоидные кривые характерны для случая кооперативного связывания лигандов белками, имеющими несколько центров связывания в белковом олигомере. Так, например, молекула гемоглобина состоит из четырех полипептидных цепей, каждая из которых сходна с единственной полипептидной цепью миоглобина. Кривую связывания кислорода гемоглобином можно описать уравнением, содержащим четыре константы последовательного связывания (уравнение Эдера [1]). Удивительная особенность процесса кооперативного связывания состоит в том, что сродство гемоглобина к четвертой присоединяемой молекуле кислорода в несколько сот (до тысячи) раз превышает сродство к первой молекуле. Это увеличение сродства нельзя объяснить, исходя из наличия четырех невзаимодействующих центров, обладающих просто разным сродством к кислороду. В этом случае центры с высоким сродством к кислороду заполнялись бы первыми и молеку 1а с частично заполненными центрами связывания обладала бы м ньшим сродством, чем дезоксигемоглобин. Увеличение сродства по мере насыщения гемоглобина кислородом является результатом взаимодействия связывающих центров, приводящим к тому, что связывание молекулы кислорода с одним центром вызывает увеличение сродства другого. [c.252]

Положительная кооперативность не предназначена для увеличения сродства гемоглобина к кислороду константа связывания кислорода свободными цепями гемоглобина значительно выше константы связывания первого моля кислорода дезоксиге-моглобином и приблизительно равна константе связывания кислорода оксигемоглобином. Положительная кооперативность обеспечивает резкое изменение степени сродства в очень узком диапазоне давлений кислорода. Это позволяет гемоглобину насытиться кислородом в легких и затем высвободить примерно 60% его в тканях. Процесс насыщения может осуществляться в довольно узком диапазоне давлений, что обусловлено крутизной графика зависимости степени насыщения от давления кислорода в области 50%-ного насыщения. Кривая, описываемая простым ураинением Михаэлиса — Ментен, гораздо более пологая. (Коэффициент Хилла является мерой крутизны кривой насыщения в точке, отвечающей 50% насыщения для сигмоидной кривой, отвечающей связыванию гемоглобина, /г 3, а для гиперболы А=1.) [c.268]