Практический курс химической и ферментативной кинетики - Березин И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Ответ: ?'=81,5 ккал/моль.
4-9. Выражения для констант скоростей реакции при двух различных температурах Т\ и Гг в рамках теории абсолютных скоростей реакций можно записать следующим образом:
(4.20)
h _ в e~R~p~ RT,
R\ --- h
kDT, д нФ
Ъ --- в 2 р^Гр RT,
--- h
(4.21)
Логарифмируя обе части выражения, полученного при делении (4.21) на (4.20), найдем
In
или
D I I ^
\ k IT )
дн* -----rv fe|/1y,y . (4.22)
~Тг~Т1
Подставив данные задачи в выражение (4.22), найдем численное значение Д//=И=. Далее, используя выражение (4.22) и найденную величину ДН+, вычислим значение константы скорости реакции в стандартных условиях (при 25° С). Наконец, используя формулы (4.11) и (4.13), найдем значение стандартной энтропии активации реакции.
Ответ: Д//=?= 12 ккал/моль; ДS^= — 36,3 э. е.
4-10. Решается аналогично задаче 4-2.
Ответ: Д//=? = 39,3 ккал/моль; ДЗ^^О.
4-11. Константы скоростей реакций при температурах Тх и Т2 равны соответственно
_ Е_
К = V RT(4.23) _ JL
k2 = k0e Кт> (4.24)
(см. выражение 4.1). Разделив (4.24) на (4.23), получим
Е
Логарифмируя (4.25) и преобразуя полученное выражение, найдем выражение для энергии активации
р /? in kjkt С — 1/Г.-1/Г, ‘
Ответ: Е — а) 12,5 ккал/моль; б) 19,9 ккал/моль; в) 29,1
ккал/моль; г) 41,6 ккал/моль.
Рис. 32. Определение величины изо-кинетической температуры для щелочной денатурации белков
4-12. Решается аналогично задаче 4-2.
Ответ: Е = 86,5 ккал/моль; Д Н± = 85,9 ккал/моль; Д 5^ = = 176 э. е.
4-13. Для решения задачи используются соотношения (4.4) (при х=1) и (4.7), рис. 32.
Ответ: а) ?=4,97-10-2 сек-1;
1,0-10-2 сек-1; 8,61-Ю-3 сек"1; 3,02-Ю-3 сек-1; 3,31 -10-3 сек-1; 1,20-10-4 сек-1; б) ТИ30К^Ш°С.
4-14. Решается аналогично задаче 4-2.
Ответ: Ь.Н+=\7,7 ккал/моль; Д5^= — 20,8 э. е.
ЛИТЕРАТУРА
1. Antonov V. К., Rumsh L. D. „FEBS Letters", 9, 67, 1970.
2. D i х О n J. Е., В г u i с е Т. С. „J. A,mer. Chem. Soc.“, 93, 3428, 1971.
3. S m i t h С. R., Y a t e s К. „J. Amer. Chem. Soc.“, 94, 8811, 1972.
4. R о s e n b e r g A., E n b e r g J. „J. Biol. Chem.“, 244, 6153, 1969.
5. H a u г о w i t z F., Hardin R. L., Dicks M. „J. Phys. Chem.“, 58, 103, 1954.
6. Рубцов Ю. И., Манелис Г. Б. ЖФХ, 46, 627, 1972.
7. Larson В. L., Jennes R. ,J. Amer. Chem. Soc.“, 74, 3090, 1952.
8. Jansen A. F., Smyrl T. G. „Can. J. Chem.“, 50, 1205, 1972.
Часть II
КИНЕТИКА
ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ
Глава 5
КИНЕТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПРОСТЫХ ДВУХСТАДИЙНЫХ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИИ (АНАЛИЗ НАЧАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ)
§ 1. Кинетическое описание двухстадийных ферментативных реакций
Простейшей схемой для описания кинетики ферментативных реакций является так называемая двухстадийная схема
E + S~"F.S^ F. + P, (5.1)
в которой Е — фермент; S — субстрат; Ks — константа диссоциации фермент-субстратного комплекса
К El W /с о\
К s = lEsf (5‘2)
и &2 — константа скорости первого порядка распада фермент-субстратного комплекса ES с образованием продуктов реакции Р и регенерацией фермента. В том случае, когда концентрация субстрата намного превышает концентрацию фермента ([S0] [Е] о),
что является обычным условием изучения кинетики ферментативных реакций (за исключением случаев, описанных в главах б и 9), уравнение материального баланса по ферменту можно записать в виде
[E]0 = [E] + [ESJ. (5.3)
Комбинируя выражения (5.2) и (5.3) с выражением для скорости распада фермент-субстратного комплекса
¦a=?2[ES], (5.4)
получаем уравнение скорости ферментативной реакции
к? [Е]„ [S] ^
Ks + [S] ‘ )
При изучении начальных скоростей реакции (когда расходом субстрата можно пренебречь) можно полагать [S] = [S0] и
Уравнение (5.6) описывает зависимость скорости ферментативной реакции, протекающей по схеме (5.1), от начальной концентрации субстрата и позволяет определять на опыте значения констант kz и Ks, являющихся важнейшими характеристиками ферментативной реакции. В том случае, когда определяемые из эксперимента константы k2 и Ks являются эффективными величинами (зависящими от pH среды, присутствия в системе ингибиторов или активаторов, наличия дополнительных стадий в схеме (5.1) и т. д.), их называют соответственно «каталитической константой» (/гкат) и «кажущейся константой Михаэлиса» (Кт(каш)) данной ферментативной реакции. Тогда уравнение (5.6) выглядит следующим образом'-
