![]() |
|
|
Биохимия. Том 1ной концентрации фермента и малых значениях [S] V почти прямо пропорциональна [S]. При высоких значениях [S] Кпочти не зависит от [S]. В 1913 г. Леонор Михаэлис и Мод Ментен (L. Michaelis, М. Menten) предложили простую модель, объясняющую такую кинетику. Основная их посылка состояла в том, что образование специфического фермент-субстратного комплекса является необходимым промежуточным этапом катализа. Предложенная ими модель, которая простейшим образом описывает кинетические свойства многих ферментов, состоит в следующем: циировать на Е и S с константой скорости к2, либо подвергаться дальнейшему превращению, образуя продукт Р, с константой скорости к3. Постулируется, что продукт реакции Р не превращается в исходный субстрат S; это условие соблюдается на начальной стадии реакции, пока концентрация продукта не достигает ощутимого количества. Как связана скорость катализа с концентрацией субстрата и фермента и скоростями отдельных этапов реакции? Начнем с того, что скорость ферментативной реакции равна произведению концентрации комплекса ES на константу fc3: F = fc3[ES]. (2) Выразим [ES] через известные величины. Скорости образования и распада ES составляют : Скорость образования ES = [Е] [S]. (3) Скорость распада ES = (fc2 + fc3) [ES]. (4) Определим скорость катализа в стационарных условиях. Стационарные условия характеризуются тем, что концентрация промежуточных продуктов остается постоянной, тогда как концентрации исходных и конечных продуктов меняются. Это имеет место в том случае, когда скорость синтеза ES-комплекса оказывается равной скорости его распада. Если левые части равенств (3) и (4) равны между собой, то равны и правые, т. е. (5) *i [E][S] = (fc2 + /c3)[ES]. Преобразуем это уравнение: (6) [Е] [S] [ES] = (*2 + *э)/*1 Уравнение (6) можно упростить, если ввести новую константу Км, называемую константой Михаэлиса: (7) E + S <=? ES-+ Е + Р. (1) кг Фермент Е соединяется с субстратом S, образуя ES-комплекс; константа скорости этого процесса - к1. Судьба ES-комплекса складывается двояко: он может либо диссоВведем Км в уравнение (6): [Е] [S] К м [ES] = (8) 1/V Наклон = Км J Vn Отрезок, отсекаемый на оси х, - -Л /Км Отрезок, отсекаемый на оси у, = i/l/m,!X Рис. 6.13. Изображение кинетики ферментативной реакции на графике двойных обратных величин: 1/К выражена как функция 1/[S]. Наклон кривой равен точка пересечения с осью у соответствует 1/Tmax, точка пересечения с осью х — 1/Км. Рассмотрим числитель в последнем выражении. Концентрация несвязанного субстрата [S] практически равна общей концентрации субстрата при условии, что концентрация фермента значительно ниже концентрации субстрата. Концентрация несвязанного фермента (Е) равна общей концентрации фермента Ех минус концентрация комплекса ES: [E] = [ET]-[ES]. (9) Подставим это выражение в уравнение (8): [ES] = ([ЕТ] - [ES]) [S]/XM. (10) Решение уравнения (10) относительно [ES] дает [ES] = [ЕТ] (И) [S]/ЈM 1 + [S]/KM 1/[S] (14) Максимальная скорость реакции Vmax достигается при насыщении активных центров фермента субстратом, т. е. когда [S] намного выше Км; при этом условии [S]/([S] + + Км) приближается к единице. Следовательно, К™ = *э[Вг]. [S] (15) Подставив это выражение в выражение (13), мы получим уравнение Михаэлиса- Мен-тен: V=V„ [S] + КМ ? Это уравнение соответствует кинетическим данным, представленным на рис. 6.12. При низких концентрациях субстрата, когда [S] намного ниже Хм, V = [S] VmaJKM, т.е. скорость прямо пропорциональна концентрации субстрата. При высоких концентрациях субстрата, когда [S] намного выше, чем Км, V = Vmax, т. е. скорость реакции максимальна и не зависит от концентрации субстрата. Значение Км выступает с очевидностью из уравнения (15). Если [S] = Км, то V = = Vmax/2, Таким образом, Км равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину максимальной. или [ES] = [ET] Подставим выражение (12) в уравнение (2) [S] V=k3 [ЕТ] [S] + KM" Часть I Конформации н динамика 6.10. Vmax и Км можно определить, используя различные концентрации субстрата Если фермент работает в соответствии с простой схемой, представленной в уравнении (1), то нетрудно определить его константу Михаэлиса Км и максимальную скорость Кпах путем измерения скорости реакции при различных концентрациях субстрата. Удобно преобразовать уравнение Михаэлиса— Ментен в такую форму, чтобы графически 1 1 + 1 Т оно выражалось прямой. Для этого уравнение (15) представляют в виде обратных величин: (16) Ям [S] Откладывая 1/У против 1/[S], получаем прямую, пересечение которой с осью ординат дает 1/Утлх, а угол наклона равен ^М^тах (РИС. 6.13). фермент-субстратного взаимодействия. Следует еще раз подчеркнуть, что по значению Км можно судить о сродстве фермента к субстрату только при условии, что к2 значительно больше к3. В действительности так оно и бывает во многих, хотя и не во всех случаях. Максимальная скорость Ктах |
< 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 |
Скачать книгу "Биохимия. Том 1" (6.46Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
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.
|
|