Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Зависимость скорости реакции от рН среды

Основы кинетики ферментативного катализа

 

Кинетика изучает влияние различных факторов на скорость реакции.

Скорость ферментативного реакции измеряют по убыли субстрата или попросту продукта за единицу времени.

Скорость реакции зависит от следующих факторов:

- Концентрации фермента

- Концентрации субстрата

- Температуры

- рН среды

 

Влияние концентрации фермента

Если концентрация субстрата постоянна, то скорость реакции пропорциональна концентрации фермента. Увеличение количества фермента может быть достигнуто стимуляцией процесса повышающих синтез процесса, либо введением искусственных препаратов. Оба пути ведут к восстановлению нормального обмена веществ.

 

Влияние концентрации субстрата

Е + S « ЕS – реакция образования фермент-субстратного комплекса, эта реакция обратимая, поэтому можно рассчитать Кр константа скорости роста:

Кр = [ES] / [E]´[S], величину, обратную Кр называют константой диссоциации фермент-субстратного комплекса, Кs.

Кs= 1 / Кр – чем меньше значение Кs, тем больше сродство фермента к субстрату. Для ферментативных реакций характерен эффект насыщения фермента субстратом.

Если концентрация субстрата мала, то скорость реакции возрастает с увеличением концентрации субстрата, при высоких концентрациях субстрата скорость реакции максимальна и постоянна, и не зависит от дальнейшего повышения концентрации S. Фермент насыщен субстратом. С учетом явления насыщения было выведено уравнение Михаэлиса-Мента, выражающее соотношение между концентрацией субстрата и скоростью ферментативной реакции.

V = Vмакс. ´ [S] / Ks + [S]

V – наблюдаемая скорость реакции при данной концентрации субстрата;

Ks – конст. диссоциации фермент-субстратного комплекса;

Vмакс - максимальная скорость реакции, пи полном насыщении ферментом субстрата.

Данное уравнение не учитывает влияние на скорость ферментативного процесса продуктов реакции.

Е + S « ЕS ® EP ® E + P

В связи с этим был предложен ряд усовершенствованных уравнений, с учетом влияния образовавшихся продуктов реакций. В настоящее время используют уравнение Бриггса-Холдейна:

V = Vмакс. ´ [S] / Kм + [S],

Kм – константа Михаэлиса (в числителе которой находятся константы скоростей реакций, ведущих к распаду ЕS комплекса в двух направлениях).

Константа Михаэлиса численно равна конц. S (моль/л), при которой V ферментативной реакции, составляет ½ от максимальной.

 

Зависимость скорости реакции от температуры

 

Температура может по-разному влиять на активность фермента. При высоких температурах может происходить денатурация белковой части фермента, что негативно сказывается на его активности. При определенных значениях температура может влиять на скорость образования фермент-субстратного комплекса, вызывая увеличение скорости реакции. Температура, при которой каталитическая активность максимальна, называется температурным оптимумом фермента. Для большинства ферментов оптимальное значение находятся в пределах 20-40°С. Некоторые ферменты инактивирует холод, т.е. денатурация происходит при 0°С, основная часть денатурирует при температуре более 50-60°С.

Если температуру понизить, то некоторые организмы впадают в анабиоз. Однако некоторые ферменты этим закономерностям не подчиняются. Например: каталаза активна при 0°С, аденилаткиназа выдерживает коротковременное нагревание до 100°С.

 

 

Зависимость скорости реакции от рН среды

Большинство ферментов проявляют максимальную активность при значениях рН, близких к нейтральным. Лишь отдельные ферменты ²работают² в сильно кислой или сильно щелочной среде.

Например, активность пепсина – фермента, гидролизующего белки в желудке, - максимальна при рН 1,5-2. В щелочной среде активны ферменты, локализованные в кишечнике, липаза – расщепляет жиры при рН 7,5-8. Изменение оптимального для данного фермента значения рН-среды может привести к изменению третичной структуры фермента, что скажется на его активности. С другой стороны, при изменении рН может измениться ионизация субстрата, что повлияет на образование фермент-субстратного комплекса.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.