Михаэлиса необратимых реакций

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]

Уравнение Михаэлиса - Ментена справедливо для таких процессов, в которых промежуточный продукт связан обратимым равновесным процессом с исходными реагентами и катализатором и кинетически стабилен по отношению к необратимому превращению в продукты реакции. Поэтому некоторая часть катализатора находится в виде интермедиата (комплекса катализатора с исходным субстратом), который превращается в продукты реакции. С учетом вышесказанного одномаршрутный процесс превращения реагента (А) в продукт (В) с участием катализатора (М) можно представить следующей схемой [c.565]

Эти результаты объясняются гипотезой, что между ферментом и субстратом образуется за счет обратимой реакции, подчиняющейся закону действующих масс, лабильный продукт присоединения. Далее этот продукт взаимодействует необратимо и с большой скоростью с реагентом X (например, с водой в случае гидролиза), давая продукт реакции и регенерируя катализатор (Л. Михаэлис и М. Л. Ментен, 1913 г.) [c.798]

Основная задача количественного изучения реакционной способности необратимых ингибиторов (ее иногда называют активностью ингибиторов) по отношению к ферментам — измерение констант скорости реакции ингибиторов со свободным ферментом, комплексом Михаэлиса и продуктами его превращения. В биохимической литературе, особенно в работах, где в центре внимания находится сравнительное исследование антиферментной активности биологически активных веществ (инсектицидов, лекарственных препаратов и т. п.), являющихся часто необратимыми ингибиторами, нередко в качестве меры их ингибирующего действия используют величину концентрации вещества, вызывающую снижение активности фермента на 50% (/во или —lg /во = р/во)- [c.113]

При анализе действия обратимых ингибиторов мы рассмотрели взаимосвязь между величиной /во и рациональной мерой реакционноспособности этих ингибиторов — константой диссоциации комплекса фермент — ингибитор. При этом было установлено, что величина /бо лишь в случае чисто неконкурентных ингибиторов совпадает с Кг- Уже для конкурентных обратимых ингибиторов при переходе от Ьо к Кг необходим учет величин константы Михаэлиса и концентрации субстрата, поскольку в системе устанавливается равновесие между Е, 3 и I (стр. 87). Что касается необратимых ингибиторов, то в этом случае использование /во для оценки их реакционноспособности без учета времени реакции не имеет никаких оснований. [c.113]

Физический смысл этой зависимости логично вытекает из постулированного механизма действия необратимого ингибитора и теории Михаэлиса. В отсутствие субстрата весь фермент свободен для реакции с ингибитором при низких концентрациях субстрата концентрация комплекса Михаэлиса линейно возрастает с ростом концентрации субстрата и, следовательно, линейно падает концентрация свободного фермента, способного к реакции с ингибитором. При избытке концентрации субстрата практически весь фермент находится в виде комплекса Михаэлиса и концентрация свободного фермента приближается к нулю, а тем самым скорость реакции с ингибитором также должна приближаться к нулю. Нужно, однако, сказать, что последний вывод не вполне верен. Фактически при любой концентрации субстрата имеется некоторая стационарная концентрация свободного фермента, величина которой определяется, согласно уравнению (У.З) (стр. 39), соотношением константы [c.119]

Михаэлиса и концентрации субстрата. Так, например, если концентрация субстрата в 100 раз больше, чем константа Михаэлиса, то 1% от общей концентрации фермента будет приходиться на стационарную концентрацию свободного фермента. Это не существенно скажется на скорости ферментативной реакции, которая определяется концентрацией комплекса Е5 (она при таком соотношении составит 99% от общей концентрации фермента). Однако для судьбы свободного фермента в присутствии необратимого ингибитора) этот 1 % играет важную роль. Если скорость реакции слева направо [c.120]

Предположим, что ингибитор может необратимо реагировать не только со свободным ферментом, но также и с фермент-субстратным комплексом (случай неконкурентного необратимого торможения или реакции ингибитора с одной из функциональных групп активного центра в ходе превращения комплекса Михаэлиса). [c.120]

Реакция 5 -> Р может протекать почти до конца и в необратимой системе Михаэлиса — Ментен (уравнение 1.1) для этого случая принимают 4 = 0. Такое приближение, однако, не является необходимым, поскольку 4 не обязательно должна быть мала. [c.43]

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]

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]

H5)зN + (СбН5)з№ + е). В некоторых случаях последний тип диссоциации или фотоокисления дает семихиноны, идентичные полученным Михаэлисом при химическом окислении. Действие света на раствор смеси флуоресцирующего красителя и восстановителя может вызвать выцветание красителя или обратимое или необратимое окисление восстановителя. Для объяснения первичных химических реакций был предложен механизм переноса электронов. Фотохимическая активность некоторых сортов окиси цинка была связана с тем фактом, что окись цинка не обладает флуоресценцией в видимом свете при комнатной температуре после облучения ультрафиолетовым светом. Было высказано предположение, что богатая энергией часть солнечной радиации является источником фотохимической энергии, в то время как в тех сортах окиси цинка, которые обладают сильной желтой флуоресценцией, энергия рассеивается в виде излучения с более низким уровнем энергии. Между флуоресценцией и фотосенсибилизацией существует сложная зависимость поэтому интересно изучить флуоресценцию активных кубовых красителей в присутствии целлюлозы. [c.1428]

Фосфорилирование глюкозы осуществляется ферментами неспецифической гексокиназой с низкой константой Михаэлиса (10 5 М), присутствующей преимущественно в печени, и специфической глюкокиназой (К = 10 3 М). Активность глюкокиназы индуцируется глюкозой пищи. Оптимальная концентрация глюкозы крови для глюкокиназы 5 ммоль/л. Реакция фосфорилирования глюкозы необратима. Оба фермента фосфорилируют глюкозу с помощью комплекса Mg2 —АТФ. Гексокиназа аллостерически ингибируется глюкозо-6-фосфатом глюкоза + АТФ -> Г-6-Ф. [c.150]

При инактивации ферментов в растворе УФ-свет выступает в роли необратимого неконкурентного ингибитора в растворе представлены только активные, немодн-фицированные и полностью инактивированные молекулы фермента. Поэтому по мере УФ-облучения уменьшается только максимальная скорость ферментативной реакции, а константа Михаэлиса остается неизменной. В противоположность ферментам в растворе мембранная ацетил-холинэстераза инактивируется по типу смешанного ингибирования с одновременным изменением максимальной скорости реакции и константы Михаэлиса. [c.269]

Допустим теперь, что при солюбилизации р1 или при получении субмитохондриальных фрагментов происходит незначительное изменение структуры фермента, прийодяшее к тому, что вместо специфической изомеризации комплекса фермент-продукт (реакции 3) происходит диссоциация комплекса в соответствии с последовательностью реакций 5 и 6. Суммарная АТФазная реакция в этом случае катализируется циклической последовательностью реакций 1, 2, 5 к 6, а если одна из новых стадий, например 5, необратима, невозможно обращение и всей последовательности реакций. При таком рассмотрении АТФазная и АТФ-синтетазная реакции протекают по различным механизмам. Для необратимой последовательности реакций 1, 2, 5 к 6 соотношение Холдейна не имеет смысла. В том случае, если обе последовательности 1—4 и 1, 2, 5, 6 обратимы, то для каждой из них существуют два соотношения, связывающие кинетические параметры с константой равновесия, каждое из которых однозначно. Очевидно, что константа Михаэлиса для АТФ и значения максимальных скоростей гидролиза, протекающего по различным механизмам, могут существенно различаться это в полной мере справедливо и для обратных реакций. При таком рассмотрении существование односторонних ингибиторов фермента не только возможно, но и прямо следует из схемы <[28]. Действительно, ингибитор, действие которого направлено, например, на стадию 5, не окажет влияния на реакцию фосфорилирования, но будет сильно влиять на реакцию гидролиза АТФ. [c.45]

Реакция аффинной метки с ферментом начинается с образования обратимо связанного комплекса фремент—ингибитор, далее следует стадия ковалентной модификации фермента и, следовательно, необратимое ингибирование. Эта схема аналогична механизму Михаэлиса — Ментен, а потому при возрастании концентрации ингибитора должно наблюдаться насыщение. Решение кинетического уравнения для этого случая приведено в гл. 4 [уравнение (4.71)]. Для простого случая неравновесного связывания, за которым следует медленная сталия химического превращения, справедливо уравнение [c.245]