Практический курс химической и ферментативной кинетики - Березин И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Записывая равенство (6.21) в виде
2X/^s + a= Vа2 + 4KS [S]0 ,
возводя обе части его в квадрат и подставляя значение а из (6.18), получим выражение
ms + ЦК* + [Е]0 - [S]0) - f S]0 - - 0. (6.23)
ЗаписыЕая выражение (6.23) в виде
**s(i И)-|-МЕ0] |8],. (1 -| Ц
и разделив обе его части на X JE]0(1 -j- X), придем к окончательному выражению
__1— = -Щг_________(6 24)
1 + х Х[Е]. [Е|о
Очевидно, что зависимость (6.24) в координатах (1/1 + X, [S]oA) должна быть прямолинейной с абсциссой точки пересечения, равной Ks, и тангенсом угла наклона, равным 1/[Е]о- Таким образом, изучение зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата в условиях [Е] о [S]0 позволяет определить абсолютную концентрацию фермента. Так как выражения (6.12) — (6.24) являются симметричными относительно концентраций субстрата и фермента, абсолютная концентрация субстрата может быть определена обработкой экспериментальных данных в координатах (1/1 + Я, [Е]0/л) при фиксированной концентрации субстрата, принимая Vm = k-2 [S] о
__1______________/с 05ч
1 + X “ I [S]„ [S]„ •
§ 4. Кинетика ферментативных реакций при избытке фермента ([Е]0^> [S] 0)
В отдельных случаях кинетические исследования ферментативных реакций удобно проводить в условиях избытка фермента по сравнению с субстратом (например, при малой растворимости субстрата в воде, или при высоком молекулярном весе субстрата). Детальный кинетический анализ подобного рода систем проводится в главе 9. Здесь отметим только, что уравнение скорости ферментативной реакции, протекающей в режиме установившегося равновесия в условиях [Е]о ^> [S] о, является симметричным классическому уравнению Михаэлиса — Ментен относительно концентраций реагентов. Так, при избытке фермента скорость реакции имеет первый порядок по концентрации субстрата, и смешанный — по концентрации фермента
v = fe2 [Е1о [S]o _ /g 26Л
Ks + [Е]. '
Прочие типичные случаи отклонения кинетического поведения ферментативных реакций от уравнения Михаэлиса—Ментен (реакция двух субстратов с одним ферментом, реакция двух ферментов с одним субстратом, влияние примесей в препарате фермента на кинетику реакции т. д.) будут рассмотрены при решении соответствующих задач.
Задачи
6-1. 3,4-Дихлорфенилэтаноламин является одновременно субстратом и ингибитором реакции трансметилирования, катализируемой фенилэтаноламин-Ы-метилтрансферазой [3]. На основании
данных табл. 1 предложить схему ферментативной1 реакции и определить кинетические и равновесные параметры реакции.
Таблица 1
Зависимость скорости трансметилироваиия, катализируемой
феии л этанол амин-М-.иетилтрансферазой, от концентрации субстрата
fSlo-10', М и-10ю, М-мин 1 [Sb-io«, м г/.10’°, М-мин-1
1,00 4,СО 1 0,0 5,16
1.14 4,25 25 0 3,85
1,33 4,55 50,0 2,82
1,60 4,76 75,0 2,33
2,00 5,00 100,0 1,79
2,67 5,26 125,0 1,47
5,00 5,45 150,0 1,28
6-2. Реакция гидролиза йодида Ы-метил-7-ацетоксихинолина, катализируемого ацетилхоликэстеразой, ингибируется субстратом
[4]- Исходя из данных табл. 2, определить кинетические и равновесные параметры ферментативной реакции.
Таблица 2
Влияние концентрации йодида М-метил-7-ацетоксихинолина на кинетику гидролиза, катализируемого ацетилхолинэстеразой. Условия опыта: pH 6,85;
25° С; 0.05М фосфатный буфер; 1,6% метанола
ISJo-lO», м v, уел. ед. [5)о-105. м v, уел. ед,
0,125 0,174 2,0 0,735
0,143 0,195 5,0 0,833
0,167 0,220 10,0 0,800
0,200 0,254 20,0 0,715
0,250 0,300 30,0 0,645
0,333 0,364 40,0 0,572
0,500 0,465 50,0 0,514
1,000 0,625 60,0 0,476
71,0 0,431
6-3. п-Нитроанилид Ы-бензоил-Ь-аргинина является одновременно субстратом и ингибитором гидролиза, катализируемого трипсиноподобным ферментом микробного происхождения [5]. Исходя из данных табл. 3, найти кинетические и равновесные параметры ¦ферментативной реакции.
6-4. Реакция восстановления пирувата, катализируемая лактат-дегидрогеназой, ингибируется высокими концентрациями субстрата
[6]. На основе дянных табл. 4 определить значения кинетических и равновесных параметров ферментативной реакции.
Кинетические данные для гидролиза и-нитроаиилида Г\1-бензоил-1.-аргинииа, катализируемого трипсииоподобным ферментом из St. fradiae.
Условия опыта: pH 9,0, 25° С, 0,02М СаС12
