Пользовательский поиск

Стационарная кинетика ферментативных реакций. Кинетические схемы и механизмы

Термином «механизм» часто определяют совершенно разные понятия. На молекулярном уровне под механизмом понимают события, приводящие к превращению одних молекул в другие. Обычно эти гипотетические или реальные события выстраивают во времени, воссоздавая тем самым детальную картину превращений. Например, одним из фундаментальных представлений о механизме ферментативной реакции является представление о фермент-субстратном комплексе, образующемся при превращении субстрата в продукт под действием фермента. Считается, что механизм ферментативной реакции заключается в следующем: субстрат образует комплекс с активным центром фермента, в комплексе происходят фермент-субстратные изменения, образуются продукты реакции, которые уходят из активного центра, освобождая его для взаимодействия с новой молекулой субстрата.

Продолжение ниже

Ферменты в нетрадиционных средах. Мицеллярная энзимология

Ферменты в естественных условиях работают в водной среде или на границе раздела фаз мембрана — водная среда. Развитие ме­тодов химической ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Что же послужило основой для этих представлений? Что доказывает существование фермент-субстратного комплекса и именно такой механизм реакции? Доказательством являются результаты изучения кинетики реакций, катализируемых ферментами.

Рассмотрим классическую задачу, имеющую историческое значение. Биокинетика стала развиваться в начале XX в., когда несколькими исследователями была изучена зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата. Исследовалась реакция гидролиза сахарозы, катализируемая дрожжевой инвертазой. Эксперименты были поставлены в условиях существенного избытка субстрата по сравнению с ферментом. Оказалось, что зависимость начальной скорости реакции v0 от начальной концентрации субстрата S0 описывается гиперболической функцией. Таким образом, эти механизмы могут быть дискриминированы при изучении кинетики реакции в режиме, предшествующем установлению стационарного состояния.

Рассмотренные механизмы имеют лишь историческое значение. В настоящее время неизвестны ферменты, которые действовали бы по простой схеме. Реальные механизмы включают, как правило, большое число промежуточных соединений фермента с субстратом; их идентификация, исследование структуры, скоростей образования продуктов и расходования реагентов и составляют предмет изучения механизмов ферментативных реакций.

Несмотря на то, что схема и уравнение Михаэлиса не соответствуют на молекулярном уровне ни одному механизму реакции, они широко используются. Уравнение Михаэлиса — одно из фундаментальных уравнений ферментативной кинетики. Оно феноменологически описывает образования продукта реакции, протекающей по схеме. А наблюдаемые отклонения связаны, как правило, с усложнением простейшей схемы. Дело в том, что уравнение Михаэлиса отражает фундаментальную особенность ферментативных реакций — участие в процессах лабильных промежуточных соединений субстрата и активного центра фермента. Все кинетические схемы, включающие стадии образования и расходования промежуточных соединений, приводят к зависимостям скорости от концентрации субстрата типа уравнения Михаэлиса. Возникает вопрос: является ли схема Михаэлиса единственной; может быть, существуют и другие кинетические схемы, приводящие к такой же зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. Число кинетических схем, приводящих к аналогичной зависимости, неограниченно велико.

Несмотря на кажущуюся сложность реакции, независимо от числа и природы интермедиатов, принимающих участие в реакции, стационарная кинетика процесса будет описываться уравнением Михаэлиса. Для характеристики ферментативных реакций обычно определяют оба параметра, входящих в уравнение Михаэлиса: максимальную скорость Vm и константу Михаэлиса Ки. Важно отметить, что без детального знания механизма реакции интерпретация кк и Км как константы скорости процесса связывания фермента субстратом и константы скорости превращения фермент-субстратного комплекса соответственно неправильна. Тем не менее, эти характеристики легко определить экспериментально, и они в ряде случаев несут весьма важную информацию о свойствах каталитической системы.

Дальнейший гидролиз ацилфермента протекает относительно медленно. Определив концентрацию X, например спектрофотометрически, можно определить концентрацию Е0.

© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".