Активность ферментов при низких температурах

Иная картина наблюдается при переходе за нижнюю температурную границу. Низкие температуры не инактивируют ферменты и не переводят белки в коагулированное состояние. Однако при понижения температуры наблюдается замедление каталитической активности ферментов. Степень изменения актив-ности по мере падения температуры бывает различной у разных ферментов это объясняется нарушением равновесия в цепях и циклах взаимосвязанных реакций. [c.85]

Опытные данные показали, что катализаторы понижают энергию активации реакции в 2—3 раза. По этой причине число активных молекул в реакционной массе возрастает и увеличивается скорость реакции. Особенно активны катализаторы, содержащиеся в живых организмах ферменты . Они могут снижать энергию активации в 4—5 и более раз. Вот почему в клетках нашего тела уже при низких температурах так легко происходят расщепление, окисление и синтезы сложных по составу веществ (сахара, жиров, белков и др.). [c.145]

Итак, мы выяснили, что не всякие условия среды благоприятны для действия ферментов. Если сильный нагрев инактивирует ферменты, то, может быть, они более активны при низкой температуре Проверим и это. Для опыта нужны будут дополнительно четыре стеклянные или металлические банки емкостью около одного литра и лед или снег (примерно 1 кг). Опыт поставим с капустной кочерыжкой. [c.147]

Превращение любого вещества в растительном организме происходит под воздействием специального фермента. Наибольшую активность каждый фермент проявляет при определенных условиях (концентрация превращающихся веществ, температура, кислотность, состав солей и т. д.). Высокая температура (80° и выше) убивает ферменты низкая температура, а также повышенная кислотность или щелочность, сильная концентрация солей уменьшают их активность. На деятельность ферментов сильнейшее влияние оказывают также водный режим растений, аэрация среды и другие условия. [c.19]

Ферментативные процессы (ферментативный катализ) лежат в основе жизнедеятельности всех организмов. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белков, жиров, углеводов и других очень сложных веществ. Благодаря высокой специфичности и активности ферментов за короткое время и при сравнительно низких температурах в живом организме образуются необходимые для жизнедеятельности соединения. [c.112]

Одним из основных условий, определяющих активность ферментов, является температура. Понижение температуры прогрессивно снижает энзиматическую деятельность до ее полного подавления. Однако этот эффект является обратимым, так как низкие температуры не разрушают энзим. Повышение температуры до известного предела усиливает энзиматическую деятельность. Оптимальная температура у разных ферментов различна. Чаще всего она лежит в пределах 30—40°С условия среды могут несколько изменять температурный оптимум. [c.28]

Имеется ряд ферментов, которые обладают оптимальной активностью при низких температурах. Примером может служить каталаза, имеющая температурный оптимум при 0—10° С. [c.230]

Очень важно поддерживать на всех этапах вьщеления ферментов низкую температуру, так как некоторые из них даже при —80° С теряют активность. [c.97]

Получение экстракта, содержащего митохондрии. Гомогенат мышц центрифугируют в течение 10 мин при 600 и температуре 4°С для удаления обломков клеток и ядер. Надосадочную жидкость (экстракт мышц) фильтруют через четыре слоя влажной марли. Экстракт содержит гликолитические ферменты, митохондрии и микросомы. Измеряют pH и доводят его до значения 7,4. До опыта экстракт хранят при низкой температуре. Получение гомогената и экстракта рекомендуется проводить в холодной комнате и использовать в день получения, чтобы сохранить достаточно высокую активность митохондрий. [c.50]

А теперь - пояснения. Дегидрогеназы в свежем молоке ускоряют реакцию окисления формальдегида (это замечено по обесцвечиванию метиленового синего). Восстановленному красителю можно вернуть синий цвет, окисляя его кислородом воздуха. Дегидрогеназа молока при низкой температуре "работает" медленно после кипячения молока она вовсе теряет активность. Значит, у этого фермента тоже есть оптимальная температура реакции. [c.150]

Ферменты, как известно, действуют при низких температурах, и это благоприятствует расположению боковых вне-индексных заместителей субстратов параллельно поверхности. Поэтому заместители притягиваются к поверхности рядом, с активными центрами, на которые налагаются реагирующие индексные атомы (ср. гл. 6). [c.87]

При низкой температуре ферментативные реакции идут медленно. По мере повышения температуры скорость ферментативных реакций обычно повышается. По достижении некоторого оптимума повышение температуры уже ведет к падению активности фермента и вследствие этого к понижению скорости ферментативных реакций. Так, уже при температуре раствора в 50—60° часто происходит температурная инактивация ферментов. Для огромного большинства ферментов температурный оптимум лежит в пределах 37—50°. [c.54]

Денатурация оказывает особенно глубокий эффект на активность ферментов (разд. 12.9). По этой причине моющие порошки, содержащие ферменты, лучще всего применять при низкой температуре, а при высокой температуре прежде всего проявляется действие входящих в их состав детергентов. [c.273]

Свойство ферментов разрушаться при кипячении является характерной особенностью, отличающей ферменты от других катализаторов, и называется термолабильностью ферментов. После непродолжительного кипячения ферменты теряют способность проявлять каталитическое действие. Потеря каталитической активности при кипячении обусловлена денатурацией фермента. При нбпродолж1ительном нагревании некоторые ферменты подвергаются обратимой денатурации (И. П. Павлов), т. е. при постепенном охлаждении снова переходят в активное состояние. Сухие препараты ферментов выдерживают нагревание до 100° без заметной потери активности. При низких температурах ферменты хорошо сохраняются. Повышение и понижение температуры сильно изменяют скорость ферментативной реакции. [c.105]

Под влиянием сложных органических катализаторов — ферментов, находящихся в жирах, в присутствии воды протекает процесс расщепления глицеридов (жиров) с образованием свободных жирных кислот. Жирорасщепляющие ферменты называются липазами, они содержатся в клетках жировых тканей. На активность липаз большое влияние оказывает нагревание. При низких температурах они мало активны. Ферменты присутствуют главным образом в плохо профильтрованных и влажных жирах. [c.133]

Для всех ферментов существует некоторая определенная температура, при которой фермент обнаруживает наибольшую активность. Для большинства ферментов, выделенных из клеток и тканей теплокровных животных, такой наиболее благоприятной (оптимальной) температурой является 37—40°. При более низких температурах скорость ферментативного катализа замедляется, падая при 0° до очень малой величины. [c.116]

Авторам работы [630] удалось растворить мембранные ферменты в водно-органических растворах при низких температурах, избежав общепринятого метода солюбилизации с помощью детергентов путем образования мицелл в водных растворах. Они удалили липидные компоненты при —75 °С, при этом белок остался в нативном состоянии и сохранил активность. Таким образом, при низких температурах в растворителях, подобных смеси хлороформ—метанол, ферментативная активность не теряется, что открывает большие возможности в изучении мембранных белков. [c.238]

Во время обработки тканей органическими растворителями (ацетоном, спиртом и др.) при низкой температуре происходит обезвоживание, которое и приводит к разрушению клеток. Получаемые при этом сухие ацетоновые препараты могут долгое время храниться без потери ферментативной активности и служат хорошим исходным материалом для получения и высокой очистки многих ферментных белков. Автолиз клеток, их разрушение действием лизоцима или иных добавляемых извне ферментов часто применяют при обработке дрожжей, бактерий, микроскопических грибов. Дефект этих приемов в том, что в получаемых растворах выделяемый белок бывает довольно сильно загрязнен побочными веществами. При использовании таких методов, т. е. при использовании эндогенных и экзогенных разрушающих фер- [c.140]

Но замораживание как метод консервирования характеризуется не только неблагоприятным действием обезвоживания продуктов и низкой температуры на микроорганизмы консервирующее действие замораживания состоит еще и в том, что оно резко сокращает активность ферментов самих продуктов. [c.110]

Активность ферментов очень велика. Например, одна весовая часть амилазы может превратить в мальтозу до миллиона частиц крахмала. Активность ферментов в значительной степени зависит от температуры. Для большинства из них оптимальной является температура от 26 до 45°. Низкие температуры не разрушают ферментов, но действие их настолько замедляется, что вызываемую ими реакцию трудно обнаружить. Нагревание до температуры выше 80° приводит к полному разрушению ферментов. [c.15]

Легко видеть, что влияние температуры на взаимодействия между ферментами и их субстратами и модуляторами сулит организмам как добро , так и зло . Если усиление взаимодействия, определяемого слабой связью (или евязями), облегчает протекание какого-то процесса, то изменение температуры, стабилизирующее эту связь (или связи), может давать организму преимущество. Если, например, более высокая способность фермента к присоединению молекулы субстрата благоприятна для его активности (что, как мы знаем, имеет место при низких концентрациях субстрата) и если слабые связи, стабилизирующие фермент-субстратный комплекс, при низкой температуре усиливаются, то возможно частичное снятие замедляющего влияния низкой температуры на данную реакцию. Если же, наоборот, слишком высокая или слишком низкая температура делает основанное на слабых связях взаимодействие между ферментом и субстратом (или модулятором) очень нестабильным, то это может сказываться на реакции и на организме отрицательно, [c.222]

Наконец, возможно также, что изменения температуры будут влиять на заряд участка, связывающего субстрат. Так как диссоциация слабокислых и слабоосновных групп в некоторой мере зависит от температуры, понижение которой обычно несколько уменьшает степень диссоциации, активные участки фермента могли бы утрачивать необходимые электростатические свойства при выходе температуры за определенные пределы. Здесь опять-таки как высокая, так и низкая температура могла бы отрицательно влиять на активность фермента. [c.262]

Термостабильность термолизина была подробно изучена (Ohta et al., 1966). Ферментативная реакция инициировалась добавлением протеазы к субстрату (карбобензокси-Gly-PrO Leu-А1а-Рго) при различных температурах в диапазоне 25—88°С. Между 25 и 80°С на графике Аррениуса наблюдалась линейная зависимость активности фермента от температуры. Выше 80°С сродство фермента к субстрату начинало снижаться. Авторы пришли к выводу, что механизм действия фермента одинаков как при низких, так и при высоких температурах и что фермент со-храняет свою структуру в пределах достаточно широкого температурного интервала. Одиако в приведенных выше экспериментах нельзя исключить возмолсного защитного эффекта субстрата. [c.299]

ОТЛИЧИЯ, иногда коррелирующие с клипами в природе. Например, Коэн (1969) при изучении клины полиморфизма эстеразы у atostomus larkii измерял общую активность фермента при низкой и высокой температуре у гомозигот по северному аллелю Р активность при низкой температуре была в 10 раз выше, чем у гомозиготы по южному аллелю / или у гетерозиготы. Однако при 37 °С у гомозигот наблюдалась обратная картина, а гетерозиготы имели промежуточную активность. Последний результат, если он правильный, поразителен, так как фермент не образует гибридных димеров и поэтому гетерозиготы представляют собой просто механическую смесь двух альтернативных молекулярных форм. [c.267]

Доказано, что лииолиз резко усиливается при размоле зерен пшеницы разрушению может подвергнуться до 7з жира и вкус муки становится неприятным. Высокой липолитической активностью обладают зародыши пшеницы значительная часть общего количества липазы содержится в пшеничных отрубях. Возможно, что размол увеличивает доступность субстрата действию фермента. Важно, что липаза в продуктах может действовать вполне ощутимо при малых ее количествах, слабых активностях, очень небольшом содержании воды, например в высушенных продуктах, и при низких температурах, даже от —20 до —30° С. [c.271]

Природа формирования механизмов холодостойкости растений разнообразна и может выражаться в повышении активности водорастворимых белков за счет увеличения их общей концентрации и концентрации активных при низкой температуре ферментов, поддержании мембранных липидов в жидком состоянии путем ингибирования процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), возрастании уровня ненасыщенных липидов, увеличении содержания фосфолипидов [Levitt, 1980]. Ответной реакцией организма на воздействия низкой температуры следует считать влияние на степень сродства фермента к субстрату [Клячко и др., 1993], а также синтез новых изоформ некоторых ферментов [Петрова, Мишустина, 1976]. Выявлена положительная коррелятивная зависимость между морозостойкостью растений и активностью ферментов пероксидазы и о-дифенолоксидазы [Негру, Медведева, 1990 Негру и др., 1988 Рудышин, 1983]. [c.183]

Таким образом, термолабильность, или чувствительность к повышению температуры, является одним из характерных свойств ферментов, резко отличающих их от неорганических катализаторов. В присутствии последних скорость реакции возрастает экспоненциально при повышении температуры (см. кривую а на рис. 4.16). При температуре 100°С почти все ферменты утрачивают свою активность (исключение составляет, очевидно, только один фермент мышечной ткани —миокиназа, которая выдерживает нагревание до 100°С). Оптимальной для действия большинства ферментов теплокровных животных является температура 40°С в этих условиях скорость реакции оказывается максимальной вследствие увеличения кинетической энергии реагирующих молекул. При низких температурах (0°С и ниже) ферменты, как правило, не разрушаются, хотя активность их падает почти до нуля. Во всех случаях имеет значение время воздействия соответствующей температуры. В настоящее время для пепсина, трипсина и ряда других ферментов доказано существование прямой зависимости [c.140]

Существование температурных пределов, вне которых нормального созревания не происходит, вряд ли может вызывать удивление, если мы вспомним, что реакции, протекающие при созревании, катализируются ферментами. Ферменты, как известно, имеют температурный оптимум, который отражает равновесие между тепловой активацией, необходимой для химической реакции, и тепловой инактивацией фермента в результате денатурации. Температурные оптимумы, характерные для каждого фермента, изменяются в зависимости от времени, в течение которого фермент находится при данной температуре, а также от некоторых других условий, например от pH. В столь сложной системе, как плод, содержащей много ферментов, активность различных ферментов и скорости катализируемых ими реакций при изменении температуры должны изменяться по-раз-пому. Повренедение под действием высокой или низкой температуры может быть вызвано, например, накоплением вещества, обычно вовлекаемого в дальнейший обмен причиной же этого накопления может быть изменение активности фермента (или ферментов), катализирующего в нормальных условиях превращение данного [c.496]

Омылсппе ж и р о в — процесс, осуществляемый в промышлен-постп в большом масштабе, — может происходить как ири действии одной воды, так и при действии кислот или щелочей. В первом случае жир расщепляют в автоклаве при температуре около 170 и давлении G—8 ат в качестве катализатора применяется окись цинка пли известь. Гидролиз происходит при значительно более низкой температуре (ниже 40°), если эмульгированный в воде жир расщепляют при помощи энзимов — л и п а з. Ферменты, гидролизующие жиры, находятся в пищеварительном тракте большинства животных и человека. Они выделяются поджелудочной железой и служат для расщепления масел и жиров, вводимых в организм с пищей. Липазы содержатся и в растениях. Так, липаза, находящаяся в большом количестве в семенах клещевины, применяется (по способу, разработанному Кокнштейном) лля технического расщепления жиров на глицерин и жирные кислоты. При этом реакцию проводят в очень слабокислых растворах, так как в таких условиях липаза клещевины наиболее активна. [c.268]

Глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназа (ГАФД) представляет собой тетрамер, состоящий из химически идентичных субъединиц, каж- дая из которых формирует один активный центр. Тетрамерная молекула фермента построена по типу димера димеров, т. е. в определенных условиях молекула фермента диссоциирует на два равноценных димера. Это обусловлено тем, что прочность контактов между субъединицами по одной из трех осей симметрии существенно ниже, чем по двум другим, и диссоциация происходит в первую очередь в результате нарушения взаимодействия субъединиц именно по этой оси. При инкубации фермента в растворе в присутствии моновалентных анионов и адениловых нуклеотидов при низкой температуре тетрамерная молекула ГАФД диссоциирует на димеры, которые в растворе достаточно быстро теряют активность. Дальнейшей диссоциации димеров на мономеры в этих условиях не происходит. Своевременное удаление факторов диссоциации ведет к восстановлению тетрамерной структуры ГАФД и ее активности. [c.383]

Измерение активностей препарата. Подготовка препарата. Сукцинатдегидрогеназа способна связывать в активном центре оксалоацетат с чрезвычайно высоким сродством. Процесс диссоциации ингибитора очень медленный, особенно при низких температурах. В свази с этим при измерении любых активностей митохондриальных ферментов, в которых участвует дегидрирование сукцината, необходимо быть уверенным, что сукцинатдегидрогеназа находится в активном состоянии. С этой целью обычно поступают следующим образом препарат фермента преинкубируют с сукцинатом (конечная концентрация 10— 20 мМ, что много больще Ks) в условиях, при которых его валовое окисление невозможно (анаэробиоз, отсутствие добавленных акцепторов, присутствие цианида для блокирования цитохромоксидазы). Пре-инкубацию проводят при —30° С в течение 30 мин. За это время происходит полное вытеснение оксалоацетата из активного центра фермента. Этот процесс называют активацией сукцинатдегидрогеназы. [c.428]

Хорошие результаты дает использование сульфат-изопропило-вого способа выделения целлюлазы из культуральной жидкости. В качестве оптимальных условии выделения целлюлолитических ферментов можно считать следующие температура 4—15°С, исходный pH культуральной жидкости 7—8, длительность высаливания сульфатом аммония 12—16 ч, концентрация изопропанола 10%. При этом выход фермента по активности достигает 75— 80%, а активность полученного ферментного препарата составляет 1 — 1000 Сз — ИЗО и Сж — 3900 ед./г. Лучшим методом сушки, обеспечивающим максимальную стабильность препарата является лиофильная или вакуумная сушка при относительно низкой температуре. [c.201]

Сказанное выше служит обоснованием факта, ЧТО на поверхности ферментов, действующих, как известно, при низких температурах, боковые внеиндексовые заместители субстратов притягиваются к поверхности рядом с активными центрами, на которые налагаются реагирующие индексы — атомы. [c.38]

Другой областью использования низких температур является повышение активности ферментов. Берлин и сотр. [6] при криолизе фермента типа амилазы наблгодали сильный рост активности последнего, особенно в период размораживания или хранения при 20°. Рост активности зависит, вероятно, от развития цепных процессов деструкции. Подобные эффекты отмечает и Рубин [34] для гидролитических ферментов. В литературе имеются подробные данные относительно увеличения скорости гидролиза в случае крахмала, желатины и коллагена при криолизе. [c.217]

Наиболее удобной для этой цели оказалась амилаза плесневых грибов. Она значительно превосходит амилазу, полученную из растительного сырья или бактерий. Низкая температура инактивации а-амилазы грибов (около 70°С) позволяет применять этОт фермент в значительных количествах без заметной декстри-низации крахмала при выпечке. Благодаря значительной активности удается быстро получить требуемое количество сахара, после чего фермент сразу инактивируется. Бактериальные же [c.226]

Зависимость физико-химических параметров таких смешанных водно-органических растворителей от состава при низких температурах была исследована только в последнее время в работах Дузу с сотр. [616—624]. Рассмотрим кратко данные об изменении физико-химических свойств смешанных растворителей при низких температурах и о влиянии этих изменений на активность ферментов в таких растворителях. [c.234]

Обнаружено, что ферменты, состоящие из нескольких субъединиц, значительно менее устойчивы в водно-органических смесях по сравнению с ферментами типа каталазы и пероксидазы, состоящими из одной полипептидной цепи. Необратимая инактивация ферментов, состоящих из нескольких субъединиц, вероятно, обусловлена неполной реассоциацией предварительно диссоциировавших субъединиц при возвращении системы к нормальным условиям. Процессы диссоциации и реассоциации субъединиц, происходящие под. влиянием органического растворителя. и гари замораживании, могут приводить к образованию полимерных форм, не обладающих ферментативной активностью. Так, замораживание растворов двух злектрофоретически индивидуальных форм лактат-дегидрогеназы, а затем их последующее плавление в присутствии хлорида натрия приводит к образованию пяти различных форм. Органические растворители, такие как этиленгликоль, пропилен-гликоль, глицерин или диметилсульфоксид, при их добавлении в растворы полностью ингибируют образование этих форм и, за исключением пропиленгликоля, способствуют сохранению ферментативной активности [626, 627]. Как правило, растворимость веществ, включая ферменты и субстраты, уменьшается при понижении температуры и при введении органических растворителей. Несмотря на это, для обнаружения промежуточных соединений при низких температурах часто бывает достаточно не очень больших концентраций субстратов, поскольку при понижении температуры увеличиваются стационарные концентрации [615, 628]. Необходимо, однако, проверять, являются ли обнаруженные при низких температурах промежуточные соединения теми же самыми, что и при нормальных условиях, так как направление процесса может измениться. Активность ферментов, которые находятся в биомем- ранах и связаны е липидами, падает при переводе их в водные буферные растворы. Например, известно, что цитохром Р-450 ин-активируется при экстракции в водные растворы (при этом наблю- [c.237]

А. Кривые насыщепня фермента субстратом (фосфоенолпируватом) при различных температурах. Обратите внимание на то, что с повышением температуры горб на кривой смещается влево и фермент, определяющий эту часть кривой, вносит все больший вклад в общую активность, При 15 °С >же весь фермент перешел в сигмоидную форму, ответственную за горб на кривых для более низких температур. [c.286]