Пользовательский поиск

Кинетика реакций с участием иммобилизованных ферментов с учетом эффектов диффузионного слоя

Рассмотрим особенности системы с ферментом, иммобилизованным на поверхности но­сителя, в движущейся жидкости. Предполагается, что поверх­ность является однородной и равнодоступной. В этом случае поток субстрата к поверхности может быть описан уравнением, где lN-ld эффективная толщина диффузионного слоя. Посколь­ку размер молекул ферментов существенно меньше ld, неодно­родностями, которые возникают на поверхности при иммобили­зации ферментов, практически можно пренебречь.

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


В стационарном состоянии поток субстрата к поверхности ка­тализатора равен его потоку на поверхности. Если концентрация фермента выражена в молях на квадратный сантиметр, баланс потоков описывается уравнением, где Es поверхностная концентрация фермента; Sq — концентра­ция субстрата у поверхности.

Уравнение позволяет вычислить концентрацию субстра­та у поверхности как функцию концентрации субстрата в объеме, поверхностной концентрации фермента, кинетических парамет­ров фермента и диффузионных характеристик системы D и ld.

Часто при исследовании реакций, которые протекают в сме­шанном режиме, точность эксперимента не позволяет последова­тельно проследить нелинейность зависимости при пере­ходе из кинетической в диффузионную область. Внешне кривые v(S) для кинетического и диффузионного случаев похожи. Часто при анализе кинетических зависимостей в переходной и даже в диффузионной области используют обратные координаты. Оче­видно, что при этом определяемые параметры V'm и К'м не имеют физического смысла, поскольку найденное таким образом значе­ние К'м является функцией параметров массопереноса.

Истинные значения константы Михаэлиса могут быть опреде­лены для системы с небольшим значением 0 при повышенных концентрациях субстрата. Если при­нять, что константа К'м = 2,5 • I014 моль/л, определенная из началь­ного участка кривой 1 (верхний предел К'м), имеет одинаковое значение для всех трех кривых, вычисленные по уравнению. Значения фак­тора эффективности работы катализатора в этих условиях чрезвы­чайно малы и равны соответственно 0,067 и 0,017. Приведенные экспериментальные данные иллюстрируют тот факт, что система может работать в строго диффузионном режиме при концентра­циях субстрата, существенно превышающих константу Михаэлиса.

В ряде случаев при оценке работы каталитической системы принципиально важно иметь ответ на вопрос: в какой области — диффузионной или кинетической — работает данная система. Это можно сделать, основываясь на следующих критериях.

  1. График зависимости скорости реакции от концентрации суб­страта в случае кинетики с внешнедиффузионным торможением имеет характерный вид. Таким образом, если экспе­риментально зарегистрированы такого вида кинетические зави­симости, можно сделать вывод о том, что на кинетику реакции оказывает влияние диффузия. При анализе кинетических данных необходимо иметь в виду, что обработка экспериментальных ре­зультатов проводится с использованием уравнений, которые спра­ведливы только для равнодоступных поверхностей. При этом не учитывается наличие слоя, который образует фермент на поверх­ности носителя, и принимается, что кинетика ферментативной реакции описывается простейшим уравнением типа уравнения Михаэлиса. При изучении конкретных систем необходимо прове­рять, выполняются ли перечисленные условия. При несоответ­ствии характеристик системы указанным выше требованиям не­обходимо проведение полного кинетического анализа.
  2. В условиях, когда реакция проводится в строго диффузион­ном режиме, экспериментально определяемая скорость процесса в определенном диапазоне не должна зависеть от концентрации фермента и факторов, влияющих на его активность, таких как показатель pH, наличие ингибиторов и т. п. В этих условиях увеличение концентрации фермента не должно приводить к изменению скорости процесса. Однако существенное уменьшение концентрации активного фермента, например, за счет ингибирования, может перевести систему из диффузионной об­ласти в кинетическую.



© 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".