Это основное уравнение кинетики ферментативной реакции - Михаэлиса-Ментен
КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ 1. Влияние концентрации фермента на скорость ферментативной реакции. 2. Влияние концентрации субстрата на скорость ферментативной реакции. I. Кинетика – наука, изучающая закономерности изменения скорости химических реакций во времени. Кинетической закономерности подчиняются и ферментативные реакции. Особенностью их является образование фермент-субстратного комплекса, насыщение фермента субстратом. Под скоростью ферментативной реакции понимают активность фермента. Её можно измерить либо по количеству превращаемого субстрата, либо по нарастанию концентрации продукта реакции в единицу времени. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента описывается уравнением: v = k[E], где v - скорости ферментативной реакции; k – константа пропорциональности; [E] – концентрация фермента. Величина k зависит от химической природы фермента и субстрата. Графически это уравнение представляет собой прямую линию. Однако такая зависимость наблюдается только в начальный период реакции, когда концентрация субстрата [S] находится в избытке по отношению к концентрации фермента [E]: [S] >> [E].
[E] + [S] [ES] + P,
где [S] – концентрация субстрата; [ES] – концентрация фермент-субстратного комплекса; k1 – константа скорости образования [ES]; k-1 – константа скорости распада [ES]; Р – продукты реакции. Обозначим: [E0] – общая концентрация фермента; ([E0] – [ES]) – концентрация свободного фермента. Согласно закону действия масс можно записать: ([E0] – [ES]) × [S] × k1 = [ES] × k-1 Разделив обе части на уравнения на k1, обозначим отношении k-1/k1 = ks. ks – константа диссоциации комплекса ES; она представляет собой обратную величину химического сродства фермента к субстрату: чем < ks, тем > ES. ([E0] – [ES]) × [S] = [ES] × ks [ES] – величина, трудно определяемая экспериментально, от неё необходимо избавиться: [E0] [S] - [ES] [S] = ks [ES] [E0] [S] = [ES] (ks + [S]) [E0]×[S] [ES] = ---------- (1) kS + [S] Следовательно скорость ферментативной реакции в общем случае определяется величиной [ES]. Максимальная скорость реакции (Vmax) будет наблюдаться, когда весь фермент будет участвовать в образовании комплекса ES. Следовательно: Vmax [ES] v = ---------- (2) [E0] подставив в уравнение (2) значение [ES] (1) получим: Vmax [S] v = ---------- KS + [S] Это основное уравнение кинетики ферментативной реакции - Михаэлиса-Ментен Данное уравнение имеет несколько решений: 1. [S] >> KS; тогда величиной KS можно пренебречь и v = Vmax, пока концентрация субстрата велика, скорость реакции близка к максимальной и практически мало изменяется до тех пор, пока уменьшение концентрации субстрата не будет значительным. Реакция будет иметь нулевой порядок (n = 0). 2. [S] << KS; тогда практически скорость реакции будет описываться уравнением Vmax v = ------ [S], KS где Vmax и KS – кинетические константы и данное уравнение – уравнение прямой линии; скорость ферментативной реакции пропорциональна концентрации субстрата. Это реакция первого порядка (n = 1). 3. Величина [S] – промежуточная; пусть [S] = KS, v = 1/2Vmax. В данном случае порядок реакции будет дробный (0 < n <1). Графическое решение уравнения
Таким образом, в ферментативных реакциях порядок реакции меняется в ходе самой реакции. При n = 0 не наблюдается дальнейшего увеличения скорости ферментативной реакции, т.к. произошло насыщение фермента субстратом. В неферментативных химических реакциях порядок от её начала до конца практически не меняется. Уравнение Михаэлиса-Ментен справедливо для начала ферментативной реакции, когда в реагирующей смеси мало продуктов реакции. Дж. Бриггс и Дж. Холдейн модифицировали уравнение Михаэлиса-Ментен, они исходили из следующего уравнения ферментативной реакции:
k1 k2 E + S ES Е + P k-1 В этом ранении учитывается распад комплекса ES на Е и P, введя константу распада k2. Тогда Vmax [S] v = ---------- Km + [S] Кm = (k-1 + k2)/ k1 – константа Михаэлиса – это концентрация субстрата, при которой скорость реакции составляет половину максимальной. Величина Кm характеризует фермента к субстрату. Чем меньше величина Кm тем больше сродство фермента к данному субстрату.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (893)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |