химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

е функционируют вещества, реактивность которых определяется воздействием на них молекулярных сигналов. Поскольку источником таких сигналов служат ферменты, именно они подлежат влиянию химических обратных связей. Можно прийти к логическому выводу о существовании регуляторных ферментных систем. Уже говорилось, что фермент можно рассматривать как преобразователь сигналов: входной сигнал, т. е. субстрат, преобразуется в выходной сигнал, т. е. продукт. Если выходной сигнал влияет на работу преобразователя, то реализуется обратная связь, положительная или отрицательная, в зависимости от того, активирует или ингибирует конечный продукт функцию фермента.

Исследование аллостерических ферментов (АСФ) показало, что они обладают четвертичной структурой и кооперативностью. Об этом свидетельствует кривая v (S) для аспартат-транскарба-милазы, показанная на рис. 6.13. ЦТФ, в присутствии которого исчезает S-образность кривой, является аллостерическим ингибитором. Другой пример АСФ — треониндезаминаза. Кинетику превращения треонина этим ферментом можно представить формулой

]g—°— = nlgS-\gRt (6.64)

^max v

а кинетику аллостерического ингибирования — формулой

lg-2—>lgJT-w']g/. (6-65>

vo

Здесь v — стационарная скорость, утах — максимальная скорость, v0 — скорость при 1 = 0, К и К' — константы. Для кинетики Михаэлиса — Ментен должно быть п = п' = 1. Шанжё нашел иQ 1,37, п = 1,86. Эти результаты без труда объясняются кооперативностью — взаимодействием субъединиц. В следующем разделе сходные явления будут разобраны на примере гемоглобина. Установлено, что каждая субъединица АСФ имеет активный центр для субстрата и другой активный центр — для аллостерического эффектора. Наблюдаются и более сложные случаи.

Наличие четвертичной структуры у АСФ определяет возможность их диссоциации на субъединицы под действием субстратов и аллостерических эффекторов. Происходит смещение равновесия между олигомерными формами АСФ. Это также проявляется в кинетике.

Особенности на кривых v(S), v(I) могут возникать и в отсутствие кооперативных взаимодействий вследствие неравновесных конформационных свойств фермента. Допустим, что молекула фермента, переработавшая субстрат в продукт, выходит из реакции в активном конформационном состоянии. Если время релаксации, т. е. время возвращения в исходное невозмущенное состояние, больше времени между встречами фермента с субстратом или того же порядка, то кинетика может имитировать кооперативную. Схема такого процесса показана на рис. 6.17. Здесь F0 — свободная от субстрата молекула фермента в исходной конформации, Ft — неактивный ФСК, F2 — активный ФСК, Fs — свободный фермент в активной конформации. Решая соответствующие уравнения стационарной кинетики, получаем скорость реакции

v = Af+ BS х (6.66)

CS2, + DS + К v 1

где Л, В, С, D, К — комбинации кинетических констант. Выражение (6.60) сходно с (6.59), несмотря на отсутствие кооперативных взаимодействий. Особенности на кривой v (S) исчезают, если к3 = 0 или к5 = 0. Действительно, в некоторых случаях наблюдались очень большие времена конформационных перестроек ферментов — порядка минут и даже десятков минут. Такие особенности на кривых v(S), как промежуточные плато, по-видимому, объясняются неравновесностью ферментативных систем. Однако большей частью наличие перегибов и даже максимумов объясняется взаимодействием субъединиц в белке, обладающем четвертичной структурой (см. § 6.8).

Мы рассматривали здесь лишь сравнительно простые ферментативные процессы. В более сложных случаях расчеты даже в условиях стационарности становятся громоздкими — приходится решать совместно большое число уравнений. Для этих задач разработаны алгоритмы, в частности, основанные на теории графов (Гольдштейн, Волькенштейн). Графом в математике называется топологическая схема, построенная из узловых точек и линий, их соединяющих. В сущности, схемы на рис. 6.14, 6.17 являются графами. Такого рода алгоритмы позволяют получать аналитические выражения для скоростей реакций, не решая кинетических уравнений.

Следует подчеркнуть, что в сколько-нибудь сложных случаях число констант скоростей настолько велико, что они не могут быть установлены на основе экспериментов, проводимых в стационарных условиях. Нестационарная ферментативная кинетика и, тем самым, механизм действия ферментов эффективно изучаются методами химической релаксации, развитыми Эйгеном. Система выводится из равновесного или стационарного состояния быстрым изменением внешнего параметра и изучается кинетика ее приближения к новому равновесному или стационарному состоянию. Чаще всего пользуются скачком концентрации или тем-лературы, воздействием ультразвука и др. Доступны измерению времена релаксации вплоть до 10""10 с.

Рассмотрим простейшую одностадийную реакцию (S—лиганд)

TQ -f- S F . Кинетическое уравнение имеет вид h~i

F0 = — kyS + k-xFu

(6.67)

Имеем отклонения от стационарных концентраций F0i S, Fx: Fa^ F0 + XQ, Fi = Ft + Xi, S = S + у. Уравнение (6.67) дает

Ј9 = —

страница 78
< 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

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


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

 

 

Реклама
микрофоны напрокат
Компания Ренессанс лестницы п- образные - доставка, монтаж.
стул изо купить
ячейки временного хранения вещей на войковской

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
(11.12.2016)