химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

нарной скорости от концентраций лигандов. Эти явления, весьма существенные для понимания свойств алло-стерических ферментов, рассмотрены в §§ 7.5, 7.6 книги [9]. Однако нелинейность стационарной кинетики в этих случаях никак не означает удаленности системы от состояния равновесия — она возникает и при равновесных соотношениях фермента с лигандами. В модели Моно, Уаймана и Шанжё (модель МУШ) [9, 50, 51] присоединение лигандов приводит лишь к сдвигу равновесия.

Рассмотрим неравновесный ферментативный процесс. Неравновесность возникает в результате значительных различий в скоростях конформационных изменений ферментов, которые могут быть большими и малыми по сравнению со скоростями связывания субстратов и образования продуктов. Как уже сказано, классические модели аллостерических ферментов основаны на допущении быстрого наступления равновесия между всеми формами фермента, отличающимися друг от друга коиформа-циями и степенью насыщения лигандами. Однако во многих случаях изменение конформации оказывается наиболее медленной, определяющей кинетику стадией. При этом стационарная реакция протекает вдали от равновесия, что и приводит к специфическим особенностям на кривых зависимости скорости реакции от концентраций лигандов. Эти особенности нельзя интерпретировать на основе равновесных моделей.

Кинетические проявления конформационных изменений были проанализированы для одноцентрового мономерного фермента в ряде работ [52—56]. Однако во многих случаях за своеобразное кинетическое поведение ответственны скорее медленные изменения четвертичной структуры олигомерных ферментов. В работе [57] рассмотрены их нелинейные свойства.

Модифицируем модель МУШ. Рассмотрим фермент, молекула которого содержит п субъединиц — протомеров. Молекула фермента может находиться в двух различных конформационных состояниях Я и Г, в которых она имеет различное химическое сродство к лиганду S.

Будем считать, что переходы между этими состояниями происходят значительно медленнее, чем связывание и освобождение субстрата и образование продукта. Схема реакции представлена на рис. 8.27.

В неравновесном стационарном процессе фермент испытывает циклические конформационные изменения. Он лучше связывает субстрат в одной конформации, чем в другой, в которой он легче освобождает продукт, после чего возвращается в исходное конформационное состояние (ср. стр. 320). При равновесии конформеров, которое описывается условием (смысл

констант ясен из рис. 8.27)

KRJKT = КД/%Т>

циклические конформационные превращения отсутствуют.

В модели МУШ предполагается, что лимитирующими являются стадии образования продуктов с константами скорости

хд и хт. При этом стационарный процесс соответствует равновесию всех конформационных состояний фермента Ru Предположим, что равновесия нет, скорости переходов Rt Tt являются наименьшими (S — концентрация субстрата)

Я IT Я—I ^ KFSI ^т> хг>

При этих условиях в стационарном процессе соотношения концентраций фермента в состояниях Ri/Rjt TJTj определяются только концентрацией субстрата и константами KR = ^/(fejj-f- ил)

и = + хг), но не константами Ц\, q-i. Предположим далее, что концентрация продукта мала, следовательно, можно пренебречь стадией его связывания. Это упрощение не принципиально. Скорости конформационных переходов определяют только отношение общих концентраций фермента в двух конформациях Rt/Tt, где

В самом деле,

i=0 i=0

(8.80)

Л

TO

1.2..., ^>

(8.81)

Условие стационарности процесса можно записать в виде

? R,4, = t Ttg_r (8.82)

i = 0 (=0

Из равенств (8.80) — (8.82) следует

Ъ + » n(n-\)...(n-i)

L4-AK*S> uYTTi

(8.83)

!=0

Условие детального баланса при равновесии приводит к закономерному изменению констант равновесия qjq-i в зависимости от индекса i:

JL^JSL («*.)', (8.84)

где KR = kRfk'R, Кт = кт1кт,

Допустим, что константы qt и q-t изменяются монотонно по мере связывания субстрата активными центрами. Тогда в силу (8.84) получим

Ь+\ = а = 1 4i Кт s

и (8.85)

ч-а+р « _L

где a, s, г — константы.

Для системы глицеральдегидфосфатдегидрогеназа + НАД обнаружено именно монотонное изменение констант qiy q^i, причем s = 25, г = 1 [58].

С помощью (8.85) получаем из (8.83)

_ rt я-о Г(* + /)(ГХ + 1)

Г(Х+/)(ГХ + 1)У

L(* + i)(*jc + /)J ' (8*86>

где x==KfRS/r — безразмерная концентрация субстрата и 1 = = (1 + кг/^г)/0 "Ь %RI^R)- Величина #,/7^ изменяется от ?0/<7_0 при 5 = 0 до qniq-n при S-»-oo. Для равновесной модели МУШ Rt/Tt монотонно зависит от S [59]. При равновесиях происходит монотонный переход фермента из одной конформации в другую, обладающую большим сродством к субстрату.

Вдали от равновесия при определенных значениях параметров г, s, I функция у(х) может быть немонотонной. Допустим, что две конформации отличаются каталитической активностью, но не сродством к субстрату, т. е. г = s. В этом случае функция у{х) проходит через максимум, а ее предельные значения при х = 0 и X-+- со совпадают. Если г ф s, то у

страница 154
< 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

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


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

 

 

Реклама
сегвей ninebot
наклейка на стекло торгового зала
Хлебопечи Японские купить
учебная программа по слесарь ремонтник швейных машин

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
(26.07.2017)