Читайте также:
|
Первые количественные результаты по кинетике ферментативных реакций были получены в начале XX века. В 1913 году Л. Михаэлисом и Ментен было предложено кинетическое уравнение для реакций с участием ферментов. При выводе были сделаны следующие предположения:
1. E – фермент (энзим) образуется вещество, превращение которого он ускоряет – субстратом S – нестойкий комплекс, который называется фермент-субстратный комплекс ES.
2. Фермент-субстратный комплекс ES распадается с образованием исходных веществ или продуктов реакции и фермента E.
3. Равновесие комплекса с исходными веществами устанавливается очень быстро.
4. Практически сразу устанавливается квазистационарное состояние.
Обобщим:
S – субстрат, 
– исходная концентрация субстата, Е – энзим, 
– исходная концентрация энзима, Р – продукты.
Ферментативная реакция протекает по схеме:
Скорость образования продукта зависит от концентрации от фермент-субстратного комплекса
т.к. лимитирующей является стадия превращения фермент-субстатного комплекса в продукты реакции.
Это скорость достигает значения 
, когда все количество фермента оказывается связанным в виде фермент-субстратного комплекса
Практически все биохимические реакции, как у простейших одноклеточных, так и у высших животных и растений носят каталитический характер.
Многие феремнты осуществляют свои функции при участии веществ небелковой природы – коферментов, большинство из которых образуется из витаминов. Некоторые ферменты – комплексы белков с РНК, некоторые РНК – сами ферменты.
Особенности ферментов – а) проявляют кат. активность в довольно мягких условиях (Т,р и кислотности среды); б) обладают высокой специфичностью, избирательностью.
Поразительные факты:
1 молекула фермента каталазы при 00С в 1 мин обеспечивает разложения 
молекул Н2О2 (на определенной стадии метаболизма Н2О2 образуется в живых клетках и губительно влияет на них)
Для сравнения: такое же количество коллоидной Pt, используют в качестве катализатора этой же реакции разлагает 250-2000 молекул Н2О2.
Для получения NH3 из Н2 и N2 в пром. исп. (губчатое железо 
, 
(мегапаскалей)
При участии ферментов (в клубеньках бобовых растений). Этот же синтез может быть осуществлен при обычных t и p!
В настоящее время известно несколько тысяч различных ферментов примерно для ½ из них найдены пути частичной очистки и концентрирования, несколько сотен ферментов удалось выделить в индивидуальном состоянии. В клетках живых организмов часть ферментов находится в растворенном виде в цитоплазме, другая часть локализовала в структурированных элементах клеток.
| Фермент | K скорости без фермента k(c-1) | K скорости ферментативной реакции kкат(c-1) | Kкат/k |
| Карбоангидрада (разложение H2CO3) Уреада (гидролиз мочевины) Щелочная фосфатаза | 
| 
| 
|
При выводе кинетического уравнения используется понятие квазистационарности (вспомните, мы его уже вводили на прошлой лекции!)
Вспомним, как графически мы изображали применение концентраций веществ в случае разбора механизма мономолекулярных реакций по теории активных столкновений (схема Линдемана).
Рисунок
Квазистационарное состояние – состояние при котором скорость превращения 
.
На участке до максимума концентрация фермент-субстратного комплекса 
быстро увеличивается, а затем медленно снижается, т.е. производная концентрации по времени до точки max во много раз превышает производную концентрацию по времени после точки max. В связи с этим для участия II после max можно принять
Для определения концентрации 
комплекса учтем, что действующая концентрация фермента равна 
, а субстрата - 
, т.к. 
, то 
, тогда из условия квазистационарности получаем: 
– изменение концентрации ES во времени
– скорость накопления ES комплекса
- скорость обратного превращения
– скорость образования продукта Р, т.к.
,
, получим
отсюда
Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 44 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |