ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика ферментативных реакций из "Химия биологически активных природных соединений" Одной из наиболее важных и чрезвычайно сложных проблем ферментативного катализа является выяснение механизма действия ферментов. Для решершя этой проблемы подробно исследуют кинетику ферментативных реакции, изучают взаимодействие ферментов с блокирующими реактивами (часто с использованием меченых соед1шений), а также влияние химической модификации субстрата на механизм ферментативной реакции, участие отдельных функциональных групп в ферментативном процессе, субстратную специфичность и природу активных центров. [c.225] Поскольку ферменты проявляют активность в очень малых концентрациях, изучение кинетики процессов возможно еще до того, как фермент становится доступен в больших количествах или в очищенном виде. [c.225] Первоначальное изучение кинетики ферментативных реакций показало, что скорость реакции зависит от концентрации фермента и от концентрации субстрата. Скорость реакции прямо пропорциональна концентрации фермента, в то время как зависимость ее от концентрации субстрата выражается гиперболой, подобной кривой насыщения при низких концентрациях субстрата скорость реакции пропорциональна субстратной концентрации, при высоких — становится независимой от нее. [c.225] При большом значении значение iiГs велико, т. е. комплекс легко распадается и ферментативная реакция идет медленно. При малом значении Кз велико значение и ферментативная реакция идет с большой скоростью. [c.225] Чем выше значение [Е8], тем больше скорость ферментативной реакции. При максимальной скорости реакции весь фермент соединяется с субстратом, образуя фермент-субстратный комплекс, т. е. [Е8] = [Ео1. [c.226] скорость реакции пропорциональна концентрации субстрата в данный момент времени. [c.226] Уравнение Михаэлиса — Ментена справедливо только для первого периода реакции, т. е. когда имеется избыток субстрата и концентрация продукта реакции очень мала. [c.227] Таким образом, уравнение Михаэлиса —Ментена представляет собой частный случай общего уравнения Бриггса—Холдейна. [c.227] Поскольку = то К —+, т. е. всегда больше ЛГд. [c.227] Таким образом, частично равна той концентрации субстрата, при которой начальная скорость ферментативной реакции составляет половину максимальной скорости, наблюдаемой при насыщении субстратом. Очевидно, что, чем больше значение К , тем слабее связь между ферментом и данным субстратом, и наоборот. [c.227] Константа Михаэлиса имеет большое значение для характеристики ферментов и ферментативных реакций. [c.227] В табл. 9 приведены величины констант Михаэлиса для некоторых ферментативных реакций. [c.227] Поскольку в организме концентрации веществ, подлежапщх превращению, чрезвычайно малы (0,01—0,000001 М), то ферменты с малыми величинами в физиологических условиях гораздо эффективнее, чем с большими, и в некоторых случаях могут проявлять максимальную активность. Константы Михаэлиса могут служить характеристикой ферментов, определяя их эффективность в соответствующих реакциях. [c.227] При изучении глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназы удалось выделить промежуточный продукт реакции — ацилфермент — в кристаллическом виде. Это первый случай препаративного выделения в чистом виде промежуточного фермент-субстратного комплекса. Оказалось, что ацилфермент обладает свойствами тиоэфира, т. е. фермент-субстратный комплекс в данном случае образован за счет сульфгидрильной группы. [c.228] Фермент-субстратный комплекс может быть образован за счет ковалентных, ионных, координационных, а также менее прочных типов связей водородных, электростатического взаимодействия разноименно заряженных групп, гидрофобного взаимодействия. При образовании фермент-субстратного комплекса те или иные связи в субстрате приобретают повышенную реакционную способность, так как при взаимодействии фермента с субстратом может происходить либо смещение электронов, либо поляризация связей между атомами, принимающими участие в реакции, или другие изменения, приводящие к активации молекулы субстрата. [c.229] Все факторы, оказывающие влияние на образование или расщепление фермент-субстратного комплекса, естественно, оказывают влияние и на скорость ферментативной реакции. Как и в случае обычных химических реакций, для ферментативной реакции имеет значение концентрация фермента, субстрата, температура, pH, присутствие активаторов или ингибиторов. [c.229] Графически эта зависимость выражается прямой линией (рис. 36). [c.229] Влияние концентрации субстрата. [c.229] Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата выражается гиперболической кривой, подобной кривой насыщения (рис. 37). [c.229] При низких концентрациях субстрата скорость реакции нропорциональна концентрации субстрата, при высоких — становится независимой от нее. Очевидно, что для достижения максимального ферментативного действия необходима довольно высокая концентрация субстрата. В большинстве случаев концентрация субстрата в организме ниже необходимой для максимального ферментативного действия величина [8] не достигает величины К . Поэтому можно сказать, что в физиологических условиях ферментативное действие не зависит от концентрации фермента, а почти пропорционально концентрации субстрата. [c.229] Вернуться к основной статье