Главная страница
Навигация по странице:

  • Кислотно-основной катализ

  • Ковалентный катализ.

  • 10.Зависимость скорости ферментативной реакции (V) от концентрации фермента

  • Шпоры по биохимии. Вопро Низкомолекулярные биорегуляторы. Основные классы природных низкомолекулярных биорегуляторов


    Скачать 0.54 Mb.
    НазваниеВопро Низкомолекулярные биорегуляторы. Основные классы природных низкомолекулярных биорегуляторов
    АнкорШпоры по биохимии
    Дата24.12.2019
    Размер0.54 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаShpory.doc
    ТипДокументы
    #101996
    страница8 из 10
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    9.Механизм действия ферментов. Способы катализа. Общая теория ферментативного катализа ─ фермент Е сначала обратимо и относительно быстро связывается со своим субстратом S в реакции: E + S = ES, Образовавшийся при этом фермент-субстратный комплекс ES затем распадается в второй более медленной (лимитирующей) стадии реакции: ES = Е + Р. Теория промежут связей: 1.Е+S=ES 2.ES=ES* 3.ES*=ES** 4.ES**=EP 5.EP=E+P Этапы фермент. катализа: 1 этап: происходит сближение и ориентация субстрата относительно субстратного центра фермента и его постепенное «причаливание» к «якорной» площадке. 2 этап: напряжение и деформация: индуцированное соответствие - происходит присоединение субстрата, которое вызывает конформационные изменения в молекуле фермента приводящие к напряжению структуры активного центра и деформации связанного субстрата (фермент как пр. на много больше своего S). 3 этап: непосредственный катализ.

    Кислотно-основной катализ. Концепция кислотно-основного катализа объясняет ферментативную активность участием в химической реакции кислотных групп (доноры протонов). Кислотно-основной катализ - часто встречающееся явление. Аминокислотные остатки, входящие в состав активного центра, имеют функциональные группы, проявляющие свойства как кислот, так и оснований. Благодаря этому свойству функциональных групп активного центра ферменты становятся уникальными биологическими катализаторами, в отличие от небиологических катализаторов, способных проявлять либо кислотные, либо основные свойства.

    Примером кислотно-основного катализа, в котором кофакторами являются ионы Zn2+, а в качестве кофермента используется молекула NAD+, можно привести фермент алкогольдегидрогеназу печени, катализирующую реакцию окисления спирта: С2Н5ОН + NAD+ → СН3-СОН + NADH + H+

    Ковалентный катализ. Ковалентный катализ основан на атаке отрицательно заряженных или положительно заряженных групп активного центра фермента молекулами субстрата с формированием ковалентной связи между субстратом и коферментом, или функциональной группой аминокислотного активного центра фермента (связыв-е фермента с субстратом, обр-ся комплекс, далее отделение конечных продуктов реакции от фермента). Е + SE/SE + P


    механизмы протекания реакций с двумя субстратами

    1) мех. единичного связывания. Е связывается только лишь с одним S и только после отщепления его связывается с другим.

    АХ+В+Е→АХЕ→ЕХ→ХВ=D

    2) мех. двойного связывания. Два S и Е образуют Е-S комплекс при расщеплении которого обр-ся продукты реакции

    А+В+Е →АВЕ→Е+С+D
    10.Зависимость скорости ферментативной реакции (V) от концентрации фермента [Е]. При проведении ферментативной реакции в условиях избытка субстрата скорость реакции будет зависеть от концентрации фермента. Зная скорость реакции, катализируемой ферментом, можно сделать вывод о его количестве в исследуемом материале. Графическая зависимость такой реакции имеет вид прямой линии.



    Однако количество фермента часто невозможно определить в абсолютных величинах, поэтому на практике пользуются условными величинами, характеризующими активность фермента: одна международная единица активности (ME) соответствует такому количеству фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата за 1 мин при оптимальных условиях проведения ферментативной реакции. Оптимальные условия индивидуальны для каждого фермента и зависят от температуры среды, рН раствора, при отсутствии активаторов и ингибиторов. Количество единиц активности nME определяют по формуле: 1 ME = 1 мкмоль/мин



    11.Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата [S]. График зависимости имеет вид гиперболы. При постоянной концентрации фермента скорость катализируемой реакции возрастает с увеличением концентрации субстрата до максимальной величины Vmax, после чего остаётся постоянной. Это следует объяснить тем, что при высоких концентрациях субстрата все активные центры молекул фермента оказываются связанными с молекулами субстрата. Любое избыточное количество субстрата может соединиться с ферментом лишь после того, как образуется продукт реакции и освободится активный центр.



    Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата может быть выражена уравнением Михаэлиса — Ментен:

    ,

    где V — скорость реакции при концентрации субстрата [S] , Vmax —максимальная скорость и KM —константа Михаэлиса.

    Константа Михаэлиса равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину максимальной. Если концентрация субстрата значительно больше Km (S >> Km), to увеличение концентрации субстрата на величину Кm практически не влияет на сумму (Km + S) и её можно считать равной концентрации субстрата. Следовательно, скорость реакции становится равной максимальной скорости: V = Vmax. В этих условиях реакция имеет нулевой порядок, т.е. не зависит от концентрации субстрата. Можно сделать вывод, что Vmax - величина постоянная для данной концентрации фермента, не зависящая от концентрации субстрата.

    Если концентрация субстрата значительно меньше Km(S << Km), то сумма (Km + S) примерно равна Кm, следовательно, V = Vmax[S]/Km, т.е. в данном случае скорость реакции прямо пропорциональна

    12.Зависимость скорости реакции от t – температуры, при которой протекает реакция(рисунок 7.5), имеет сложный характер. С повышением температуры ускоряется движение молекул, что приводит к повышению вероятности взаимодействия реагирующих веществ. Кроме того, температура может повышать энергию реагирующих молекул, что также приводит к ускорению реакции. Однако скорость химической реакции, катализируемая ферментами, имеет свой температурный оптимум (значение температуры, при котором скорость реакции максимальна), превышение которого сопровождается понижением ферментативной активности, возникающим из-за термической денатурации белковой молекулы.

    Температурный оптимум большинства ферментов организма человека приблизительно равен 40°С для большинства ферментов оптимальная температура равна или выше той температуры, при которой находятся клетки.



    При более низких температурах (0° — 40°С) скорость реакции увеличивается с ростом температуры. При повышении температуры на 10°С скорость ферментативной реакции удваивается (температурный коэффициент Q10 равен 2). Повышение скорости реакции объясняется увеличением кинетической энергии молекул. При дальнейшем повышении температуры происходит разрыв связей, поддерживающих вторичную и третичную структуру фермента, то есть тепловая денатурация. Это сопровождается постепенной потерей каталитической активности.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


    написать администратору сайта