химический каталог




Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 2

Автор Д.Мецлер

ись практически невозможно* (разд. Б, 5).

7. Диффузия н число активных соударений фермента с субстратом

Какие факторы определяют, величину k\ в уравнении (6-14)? Эта константа скорости характеризует процесс, в ходе которого субстрат н фермент «находят» друг друга, соответствующим образом ориентируются и связываются с образованием комплекса ES. Если ориентация н связывание происходят достаточно быстро, то скорость реакции будет определяться скоростью сближения молекул за счет диффузии. Из-за частых столкновений с молекулами растворителя расстояния, на которые могут свободно перемещаться в растворе молекулы растворенного вещества, не превышают ничтожных долей их диаметра. Диффундирующие молекулы поворачиваются, вращаются, «протискиваются» между другими молекулами. Визуально этот процесс проявляется в броуновском движении микроскопических частиц, суспендированных в жидкости. Наблюдая за индивидуальной частицей, можно увидеть, что она случайно блуждает в растворе, двигаясь то в одном, то в другом направлении. Эйнштейн показал, что если измерить расстояние Ах, на которое перемещается частица за интервал времени At, то средний квадрат смещения Ах (Л2) будет пропорционален Д^:

A*=:2DAt, (6-21)

'> В случае выполнимости. уравнения Михаэлиса — Ментен максимальный наклон-завлоимос^и о от Igi [S] равен 2;303УШа*/4*«=О;576Уша* и, следовательно-, величину Vm*x можно определить, разделив максимальный наклон на 0,576; *— Прим. перев.

где D — коэффициент диффузии, обычно измеряемый в см2'С-1.

Наблюдать непосредственно за броуновским движением молекул невозможно, однако коэффициент диффузии для них может быть измерен, например, по скорости размывания границы между двумя растворами с разными концентрациями данного вещества [13]. Коэффициент диффузии» для !Н2НО (HDO) вН20 при 25°С составляет2,27• 10~5 см2-с"1; тот же-порядок имеют коэффициенты диффузии для ионов К+ и С1~ [14]. Для< многих небольших молекул Ю-5 см2«с-1 и уменьшается с увеличением размера молекулы. Так, для рибонуклеазы (мол. вес 13 683)» ?)=1,Ы0~6 см2-с-1, для миозина (мол. вес 5 - 10s) D^ ЫО-7 cm2-c~V Коэффициент диффузии связан с радиусом сферической частицы г, вязкостью г| и константой Больцмана k соотношением, известным под названием уравнение Стокса — Эйнштейна:

D=w- (6-22>

Чтобы оценить константу скорости реакции, которая контролируется' частотой столкновения частиц, мы должны определить, сколько раз в секунду одна из п частиц соударяется с другой в результате броуновского движения. Впервые подход к решению этого вопроса был разработан в 1917 г. Смолуховским [15, 16], оценившим скорость, с которой» частица В диффундирует ко второй частице А и вступает с ней в реак» цию. Используя закон диффузии Фика, Смолуховский пришел к заключению, что число активных соударений в 1 мл за 1 с равно

Число активных соударений=4я (DA -f-DB) (гА+гв)пкпв, (6-23)

где DA и Db — коэффициенты диффузии для частиц А и В соответственно, га и гв — радиусы этих частиц, л а и «в — число частиц А и В в 1 мл.. Число активных соударений в 1 л за 1 с равно (4jt/1000) (Da+^b) (>"а+ +Гв)Л^2.[А]'[|В], где Nг-число Авогадро. Если поделить эту величину на N, то- мы придем к скорости столкновений v (выраженной в М-с-1), которая равна скорости бимолекулярной реакции &о[А][В] (где5 ko — константа скорости второго порядка):

и=~Шю (?)а+ °в) (ГА+ГВ) 1М [В] N=kD [А] [В]. (6-24)

откуда

W (Яа + Яв) (га+Гв) M-i.c-1. (6-25)

Выражение (6-25) дает слегка завышенные значения константы скорости, лимитируемой диффузией, но является все же достаточно хорошим' приближением.

Если предположить, что диффундирующие частицы имеют сфери* ческую форму, то коэффициенты диффузии ?>а и Db можно рассчитать, при помощи уравнения (6-22); тогда уравнение (6-25) принимает следующий вид:

*»-^г(2+??-+-??)•

Обратите внимание на то, что величина kn мало меняется при варьировании отношения радиусов гА/гв. В большинстве случаев можно допустить, что га~гв, и тогда уравнение (6-26) сводится к

Вязкость воды при 25°С равна ~0,01 П (1 П=10~5 Н-см-2), и изурав* иення (6-27) мы получаем, что Аа«0,7«1010 М"1^-1. Как показал Дебай

?17], проведенные расчеты верны лишь для незаряженных сферических частиц; в случае же заряженных частиц константу скорости кв нужно умножить на поправочный множитель. Этот поправочный множитель для субстрата и фермента, несущих два-три заряда, равен 5—10 и приводит к увеличению или уменьшению скорости реакции (в зависимости от знака заряда).

Другой, довольно простой вывод уравнения (6-27) предложил Д. Френч1*. Рассмотрим небольшой элемент объема AF, захватываемый частицей при ее перемещении в растворе на расстояние, равное ее собственному радиусу. Этот элемент объема равен

АУ=кг2Хг=кг3 (6-28)

и захватывается за интервал времени, который можно оценить из уравнения (6-21): bd=r2j2D. Подставляя сюда выражение для D (6-22),получаем следующее соотношение:

А' = П?Г*- (6-29)

Из уравнений (6-28) и (6-29) находим объем, захватываемый одной частицей за 1 с:

4^=

страница 6
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267

Скачать книгу "Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 2" (6.26Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
где получить сертификат на кассира в банке ростов
купить алюминиевые батареи отопления цена
сантехника от производителя купить оптом
курс по пошиву штор москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)