Определением скоростей ферментативных реакций и исследованием влияния на них различных факторов занимается ферментативная кинетика. Кинетические исследования широко используются для определения родства субстратов и ингибиторов с ферментами, для установления механизма их действия.

 

К числу главных факторов, влияющих на скорость ферментативных реакций, относятся: концентрация фермента, концентрация субстрата, присутствие активаторов или ингибиторов, рН, температура.

 

Влияние концентрации фермента и субстрата на начальную скорость реакции

 

В подавляющем большинстве случаев скорость ферментативной реакции прямо пропорциональна концентрации фермента - [Е] и носит линейный За очень низких концентраций субстрата скорость реакции очень мала, но постепенно возрастает по мере повышения концентрации субстрата. Если мы будем измерять начальную скорость каталитической реакции при различных скачках концентрации субстрата, то обнаружим, что скорость с каждым разом растет все медленнее. Наконец, поступит момент, когда любое увеличение концентрации субстрата вызывать бесконечно малое ускорение реакции. И как бы ни увеличивалась концентрация субстрата, скорость реакции может только приближаться к плато, но никогда его не достигнет. В ходе исследования зависимости скорости реакции от концентрации субстрата [S] во многих случаях наблюдается такая характерная картина (рис.37, б).

 

При относительно небольшом значении [S] величина V пропорциональна [S], а в случае достижения достаточно больших значений [S] величина V приближается к определенному установившегося значения, что называется максимальной скоростью ^ макс). Вторая стадия медленнее, она лимитирует скорость процесса; последняя определяется концентрацией ES и константой скорости его распада К. Это стало обоснованием для уравнения, которое связывает V и [S], известного под названием уравнения Михаэлиса. Определенный интерес представляют данные о влиянии на скорость ферментативной реакции низких температур. Снижение температуры ниже оптимальной временно замедляет активность фермента в результате уменьшения диффузии молекул. Если же температуру снова повысить до оптимальных величин, активность фермента и скорость реакции восстанавливаются. Эту способность ферментов широко используются в народном хозяйстве, например, для сохранения пищевых продуктов, в медицине, в частности в хирургической практике, в фармации - для сохранения препаратов и лекарственных форм, которые быстро портятся (например, белковых препаратов, отваров, настоев, эмульсий и др. .).

 

Графическая зависимость скорости большинства ферментативных реакций от температуры имеет дзвоникоподибну форму (рис. 39).

 

Таким образом, термолабильность или чувствительность к повышению температуры является одним из характерных свойств ферментов, которая отличает их от небиологических катализаторов. Стоит отметить, что на термолабильность ферментов определенным образом влияют концентрация субстрата, рН среды и другие факторы.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+