Михаэлиса обратимых реакций

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]

Первый этап реакции — образование комплекса Михаэлиса ES — представляет собой обратимую реакцию, протекающую в обычных условиях чрезвычайно быстро, по-видимому значительно быстрее, чем последующие стадии, в частности стадии, ведущие к освобождению продуктов реакции. В силу этих причин суммарная скорость ферментативной реакции определяется в основном не первой стадией, а последующими как наиболее медленными. [c.48]

Таким образом, при исследовании кинетики обратимой реакции с одним субстратом и одним продуктом для вычисления констант Михаэлиса и максимальных скоростей целесообразно исследовать [c.62]

Общие представления о кинетической роли ферментов впервые были сформулированы Михаэлисом и Ментеном [100]. Они предположили, что молекула, подвергающаяся реакции (субстрат 8), обратимо адсорбируется на определенных местах Е фермента, образуя стабильный комплекс З-Е фермент — субстрат. Последующий распад этого комплекса с образованием продуктов реакции является лимитирующей стадией процесса. Схема реакции аналогична схеме Ленгмюра, предложенной для катализа на поверх- [c.561]

Для реакций, протекающих по более сложным механизмам (по сравнению с механизмом Михаэлиса—Ментен), стационарное состояние существует лишь при некоторых дополнительных условиях, определяемых соотношением констант скоростей индивидуальных стадий. Так, например, для обратимой ферментативной реакции с участием одного промежуточного соединения [c.173]

Изомеризация фермента в ходе реакции. Отклонения от зависимости Михаэлиса могут быть обусловлены также и тем, что фермент обратимо изомеризуется с образованием неактивного конформера (Е ) [c.240]

Наиболее полную информацию о кинетике ферментативных реакций дает изучение их протекания в нестационарном режиме (см. гл. V). Исследование стационарной кинетики ферментативных процессов имеет ограниченное значение для понимания многостадийного механизма действия ферментов. Это связано прежде всего с тем,что в общем случае невозможно однозначно приписать экспериментально определяемые значения констант скоростей индивидуальным химическим стадиям (см. 1 гл. V и VI). Тем не менее кинетические параметры типа = = У/(Е](,и Кт.каж, которые, следуют из основного уравнения стационарной кинетики — из уравнения Михаэлиса (6.8), как показал Альберти с сотр. [1], позволяют оценить нижний предел константы скорости любой индивидуальной стадии ферментативной реакции [типа (6.9) или даже более сложного обратимого процесса (5.16)]. [c.268]

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]

Если выразить и в соответствии с уравнением Михаэлиса (У.б) то можно получить формулу Холдена для скорости реакции в присутствии неконкурентного обратимого ингибитора [c.87]

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]

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]

Каждый член AF относится к обратимой побочной реакции с участием катализатора. Он выражается произведением концентраций и констант равновесия и является безразмерной величиной. Если интермедиат Боденштейна сам вовлечен в дополнительное равновесие, то соответствующи< член узнают по наличию константы Михаэлиса (или функции Михаэлиса). Существенной особенностью знаменателя в уравнении скорости, представляющем физическую модель, является то, что все входящие в него члены должны быть безразмерными. Конечно, знаменатель можно записать по-разному, но наиболее общепринятая форма записи —- это та, что приведена в последнем уравнении, где первый член — единица. При такой форме записи выявляется функция образования комплекса между катализатором и другими компонентами реакционной смеси, т.е. функция закомплексованности. Если знаменатель равен единице, это означает, что весь катализатор находится в свободном состоянии, т.е. [С] = [ ]q. Очень важен, конечно, второй член (iTj [А]), являющийся неотъемлемой характеристикой каталитического процесса поскольку он описывает образование активного комплекса между катализатором и одним из исходных реагентов. Каждый следующий член соответствует обратимой побочной реакции катализатора, в результате чего снижается действующая концентрация катализатора. [c.131]

Теория Михаэлиса и Ментена оказалась чрезвычайно плодотворной для выяснения механизма действия ферментов. Основой каталитической ферментной реакции является обратимое взаимодействие субстрата и фермента, при котором образуется их комплекс, распадающийся затем с образованием продуктов реакции и освобождением молекулы фермента. Эта, на первый взгляд такая простая, гипотеза была высказана в самом начале века А. Брауном, затем В. Анри (1902) и лишь позднее детально развита Михаэлисом и Ментеном (1913), а также Бриггсом и Холденом (1925). [c.52]

Здесь Кт есть уже известная нам константа Михаэлиса. Если действие ингибитора имеет обратимый, но неконкурентный характер, ингибитор способен реагировать как с ферментом, так и с ферментно-субстратным комплексом. В этом случае, как показал Холдейн, скорость ингибированной реакции выражается уравнением [c.120]

Окисление и восстановление органических соединений связаны с движением двух электронов в соответствии с нормальными валентностями элементов. Перенос одного электрона приводит к образованию свободного радикала. Обычно считается, что подлинно обратимые окислительно-восстановительные реакции идут в две стадии с образованием промежуточных свободных радикалов (теория обязательного одноэлектронного переноса Михаэлиса), но многие реакции замещения можно рассматривать как реакции двухэлектронного переноса. [c.246]

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]

Равновесные одноэлектронные окислительно-восстановительные реакции были наиболее обстоятельно изучены Л. Михаэлисом [136], который еще в 1931 г. установил, что голубой природный пигмент пиоцианин обратимо восстанавливается-в кислом растворе по одноэлектронному механизму. В 1937 г. одноэлектронные переносы в органических реакциях были распространены на процессы биологического окисления и восстановления. Было установлено, что легкость переноса электрона зависит от термодинамической стабильности промежуточного ион-радикала в конкретных условиях, и, если равновесие реакции диспропорционирования смещено в сторону парамагнитного состояния, энергетический барьер реакции, как правило, бывает невелик. [c.83]

Зависимость скорости ферментативного окисления от концентрации стероида позволяет получить данные о сродстве стероидов к ферментам. Согласно теории Михаэлиса—Ментена [158], фермент-субстратный комплекс (ES) обратимо образуется из одной молекулы субстрата (S), соединяющейся с каждым активным центром фермента (Е). Этот комплекс (ES), в свою очередь, диссоциирует на определяющей скорость стадии с регенерацией фермента и образованием продуктов реакции (Р) [c.123]

В реакциях автоокисления, рассмотренных в этом разделе, семихиноны, по-видимому, играют главенствующую роль. Однако вследствие своей низкой реакционной способности они редко принимают участие в радикальноцепных процессах. Михаэлис, однако, пришел к выводу, что семихиноны имеют важное значение в установлении обратимых равновесий органических окислительно-восстановительных систем, а также в биохимических системах ферментов. [c.362]

Формально уравнением Михаэлиса — Ментен можно представить также и начальную стационарную скорость многостадийной реакции, в которой все стадии обратимы. Но в этом случае значения и окажутся весьма сложными функциями констант скоростей отдельных стадий. Подробная информация по кинетическому описанию сложных ферментативных реакций изложена в специальных руководствах. [c.108]

Приняв общее число рецепторов за 1, можно преобразовать уравнение (2) к виду, аналогичному уравнению Михаэлиса (3), которое используется в энзимологии для описания кинетики обратимых ферментативных реакций [c.263]

Все реакции, в том числе и многие реакции, имеющие большое значение для биохимии, в принципе являются обратимыми в том смысле, что в равновесных условиях ни концентрации субстратов, ни концентрации продуктов нельзя считать пренебрежимо малыми. Ясно поэтому, что механизм Михаэлиса—Ментен в том виде, в котором он приведен выше, является неполным для этого необходимо ввести стадию, соответствующую обратной реакции. [c.49]

В целом функциональный характер рН-зависимых кинетических пара метров уравнения Михаэлиса обнаруживает глубокое сходство с закономерностями рассмотренного обратимого влияния э( к )екторов (см. 2 этой главы). Так, например, если при связывании субстрата ( )ерментом константы диссоциации ионогенных групп не претерпевают изменений (т. е. Ка = К в., Кв = К или, что то же самое, ионогенный процесс не оказывает влияния на сорбцию субстрата и, следовательно, К = К/ = К ), то величина наблюдаемой константы Михаэлиса ферментативной реакции не зависит от pH (/Ст(каж) = KsУ [c.260]

При первоначальных исследованиях константа Михаэлиса, о чем уже говорилось выше, воспринималась как константа диссоциации комплекса фермент — субстрат и, естественно, по аналогии с константами диссоциаций в других обратимых реакциях была предложена для оценки сродства субстрата к ферменту. Этот термин взят в кавычки, хотя и применяется широко в энзимологической литературе, по той причине, что он не вполне точен с точки [c.45]

Л, у VI г С соответствующими акцепторными центрами фермента (обозначены треугольником, кружком и квадратом). Скорость ферментативной реакции будет определяться концентрацией такого комплекса (рис. 17, Л). Однако при некоторых условиях не исключена возможность образования комплексов с участием двух или даже трех молекул субстрата (рис. 17, Б, В, Г), но так, что каждая молекула субстрата образует лишь одну или две связи с ферментом. Соответственно состав таких неактивных комплексов будет отвечать брутто-формуламЕЗз (случаи Б и В) я Е5з (случай 7 . Соотношение концентраций активного к неактивных комплексов будет определяться при данной концентрации фермента в первую очередь концентрацией субстрата. Чем больше концентрация субстрата, тем более вероятно образование неактивных комплексов — ЕЗа и ЕЗз. Наконец образование неактивных комплексов будет зависеть от констант скорости образования последующих связей (например, у — О и 2 — о) реакционных центров молекул субстрата после образования первой связи (например, д — Л). Если эти константы скорости существенно больше, чем константа скорости образования связей у — О и 2 — о новой молекулой субстрата, то ингибирования избытком субстрата не произойдет. При обратном соотношении будет наблюдаться эффект субстратного торможения. Ввиду того, что образование комплекса Михаэлиса (за счет всех или части связей с субстратом) представляет собой обратимую реакцию с отчетливо выраженным равновесием, определяющей величиной является соответствующая константа равновесия или, как принято в ферментативной кинетике, обратная ей величина — константа диссоциации. [c.91]

К-рые по экспериментальным данным позволяют определять V и К . Еще более сложный вид имеют ур-ния кинетикн двухсубстратных ферментативных реакций, в особенности обратимых реакций, в к-рых фермент-субстратные комплексы претерпевают многостадийные иревращения. Однако в значительном числе случаев, исследуя завпсимость начальной скорости реакции от концентрации субстрата, оказывается возможным вычислить основные кинетич. константы — максимальную скорость реакции (К) и константу Михаэлиса (К ). В случав простых механизмов (см. выше), если известна молярная концентрация фермента, по величине V может быть рассчитана константа скоростп распада фермент-субстратного комплекса, поскольку /с-)-2=7/[Е] ). Нетрудно видеть, что эта величина представляет собой молекулярную активность фермента. Величина константы Михаэлиса даже для простейших ферментативных реакцпй более сложна для интерпретации, поскольку определяется соотношением трех констант скорости. В случае, когда к+ <к х, К хк Цк 1 = К , следовательно, представляет константу диссоциации комплекса Е8 на Е и 8, к-рая в ферментативной кинетике наз. константой субстрата и обозначается К . Константа субстрата служит мерой сродства фермента к субстрату (сродство обратно пропорционально величине А д) и, следовательно, является важной мерой каталнтич. эффекта Ф. Кон- [c.208]

Как равновесие обратимой реакции, так, следовательно, и скорость ее могут изменяться при изменении давления. Экспериментально это обнаруживается при давлениях, превышающих 1000 атм. Изучая влияние давления на константы скоростей ферментативных реакций, можно получить важные сведения об их механизме (см. раГзд.5.6.2). Измерение влияния давления на позволяет вычислить изменение объема (дУ) при образовании комплекса Михаэлиса, а из данных по изменению константы скорости можно получить величину объема активации (дУ ) [24511 [c.228]

Уравнения (6-35а) и (6-356) содержат следующие кинетические параметры Vt—максимальную скорость прямой реакции, две константы Михаэлиса Ккв и Кка константу равновесия Еедд, которая представляет собой константу обратимой диссоциации комплекса ЕА и равна отношению kl/kl. В общем случае кинетические константы ki—Лю и параметры уравнения (6-35а), определяемые экспериментально (константы Михаэлиса, максимальные скорости и константы равновесия для двойных комплексов), не связаны явным образом. Однако отдельные кинетические константы удается найти из экспериментально измеряемых параметров. [c.19]

Окислительно-восстановительные характеристики феназинов и реакции окисления. Ранее упоминалось, что некоторые системы феназин — дигидро- феназин напоминают систему хинон — гидрохинон. И действительно, свои лучшие примеры для иллюстрации природы обратимых окислительно-восстановительных систем Михаэлис [139] нашел в ряду феназина. Поэтому необходимо коротко рассмотреть объекты и основные аспекты его работы, чтобы ясно интерпретировать окислительно-восстановительные характеристики феназинов. [c.538]

В качестве аффинных лигандов можно использовать любые соединения, прочно, специфично и обратимо связывающиеся с выделяемым веществом. Химическое строение аффинных лигандов может быть самым различным. Поскольку в настоящее время метод аффинной хроматографии применяется главным образом для выделения ферментов и их ингибиторов [89J, мы рассмотрим примеры, взятые из этой области. Как уже упоминалось, при выделении фермента аффинными лигандам1И могут служить его ингибитор, аналогичный субстрату, а также эффектор, кофактор и в отдельных случаях даже субстрат. Это справедливо и для фермента, требующего длл реакции два субстрата, но способного достаточно сильно связываться только с одним из них. Субстрат также можно использовать для адсорбции фермента в таких условиях, когда фермент связывается, но сам не способен катализировать реакцию (например, в отсутствие ионов металлов, необходимых для реакции), а также когда константа Михаэлиса зависит от pH или температуры. Аффинный адсорбент для выделения белков обычно трудно получить из аффинного лиганда, если константа диссоциации его комплекса с белком превышает (0,5—1,0)-Ю [16]. Однако Стире и сотр. [84] показали, что очень эффективный адсорбент для р-галактозидазы можно получить даже из такого относительно слабого ингибитора, как н-аминофенил-р-о-тиогалактопирано-зид (/i , 5-10 ). Этого удается достигнуть, повышая концентрацию нерастворимого аффинного лиганда и увеличивая расстояние между аффинным лигандом и матрицей носителя, что приводит к максимальной доступности аффинного лиганда, для белка в растворе. [c.9]

В заключение необходимо упомянуть об использовании соотношения Холдейна для различения разновидностей механизма с тройным комплексом. В выражение для суммарной константы равновесия любой обратимой ферментативной реакции входят не только максимальные скорости прямой и обратной реакции, но и значения констант Михаэлиса. Для простой односубстратной реакции соотношение Холдейна имеет вид [c.144]

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]

Если простетическая группа фермента содержит атом металла, способный присоединять только один электрон, то этот атом будет переходить из окисного состояния в закисное. Так, например, окисное железо или медь превращаются в указанных ферментах соответственно в закись железа и меди. Согласно данным Михаэлиса [109], обратимое восстановление ферментов всегда протекает как одновалентная реакция, даже если фермент присоединяет два или большее число электронов. В этом последнем случае присоединение электронов происходит последовательно, причем промежуточные продукты этого ступенчатого восстановления представляют собой радикалы, о чем свидетельствует их интенсивная окраска и парамагнитная чувствительность. [c.296]

Установлено, что взаимодействие ЛДГ с F-актином и нативным тонким филаментом приводит к уменьшению каталитической активности фермента. При связывании с F-актином происходит увеличение значения константы Михаэлиса для NADH и уменьшение максимальной скорости реакции. Для свободной и связанной форм ЛДГ выполняется уравнение Михаэлиса — Мен-тен. Предполагают, что обратимое взаимодействие изофермента М ЛДГ с F-актином является специфическим и обусловлено образованием белок-белкового комплекса. [c.174]

Это уравнение представляет собой уравнение Михаэлиса — Ментен в общем виде, справедливое для обратимой ферментативной реакции. Его преимущество ш сравнению с уравнением (2.17) состоит в том, что оно не связаЦо ни с каким конкретным механизмом и его можно рассматрив ь как чисто эмпирическое уравнение. Иными словами, существует много механизмов, более сложных, чем механизм (2.16), которое тем не менее описываются уравнением скорости типа (2.18). Наиболее важным среди этих механизмов является механизм обратимой ферментативной реакции, который наиболее близок к реальной ситуации, поскольку в нем стадия превращения А в Р и стадия высвобождения продукта Р из комплекса с ферментом рассматриваются как отдельные реакции [c.51]

ТИПОВ ферментативных реакций. Большая часть соответствующих уравнений интегрируется гораздо проще, чем обычно полагают. Для этого нужно быть лишь немного знакомым с интегральным исчислением, а не просто уметь находить стандартные интегралы в таблице. Альберти и Корбер [5] проанализировали интегральную форму уравнения для обратимого механизма Михаэлиса — Ментен и применили его к фумаразе. Шверт [131] получил интегральные формы уравнений скорости для ряда более сложных механизмов. Хотя интегрирование этих уравнений не представляет особых трудностей, конечные выражения имеют обычно довольно сложный вид, и поэтому их анализ весьма трудоемок. Кроме того, интегральные уравнения так мало применялись в ферментативной кинетике, что дальнейшее более или менее детальное обсуждение этого вопроса нецелесообразно. [c.208]

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]

Скорость всех ферментативных реакций зависит (при прочих постоянных условиях) от концентрации фермента и его субстрата. Рис. 8.3 иллюстрирует эту зависимость. В то время как при увеличении концентрации фермента скорость реакции увеличивается линейно, по мере возрастания концентрации субстрата (при постоянной концентрации фермента) она увеличивается гиперболически, достигая предельной максимальной скорости. Это указывает на то, что фермент должен иметь конечное число участков, взаимодействующих с субстратом после заполнения всех участков дальнейшего увеличения скорости не происходит, и фермент оказывается насыщенным субстратом. Михаэлис и Ментен в 1913 г. одними из первых проанализировали кинетику ферментативного процесса и вывели общее уравнение скорости (известное в настоящее время как уравнение Михаэлиса — Ментен) для реакции, в которой происходит обратимое взаимопревращение одного субстрата и одного продукта. Они предположили, что фермент Е взаимодействует с субстратом 5, образуя фермент-субстратный комплекс Е5, из которого затем освобождаются фермент и продукт Р [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология