Практический курс химической и ферментативной кинетики - Березин И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Ответы и решения
6-1. Откладывая данные табл. 1 в координатах (v, log [S]o), получаем кривую в виде симметричного колокола (рис. 53). Уменьшение скорости реакции при значительном увеличении концентрации субстрата (правая ветвь кривой) указывает на ингибирование субстратом, а симметричность полученного колокола свидетельствует
о том, что образующийся при связывании дополнительной молекулы субстрата тройной комплекс ES2 является неактивным (см. теоретическую часть настоящей главы). Таким образом, кинетические данные соответствуют схеме реакции к„
E + S
г(каж)
ES
es9
Ks
Е + Р (6.28)
и скорость ферментативной реакции определяется выражением
Vm [S]„
I од [S]
Рис. 53. Ингибирование субстратом в реакции трансметилирования, катализируемого фенилэтанол-aMiiH-N-мети лтр ансфер азой
V ¦
Кт (каж) “Ь [S], "
[S],1
(6.29)
Линеаризуя кинетические данные задачи в координатах (1/г1, 1/[S]0) при низких концентрациях субстрата (рис. 54) и в координатах (l/v, [S]0) при высоких концентрациях субстрата (рис. 55), найдем значения Кт(каж), Ут и ^s-
Ответ: Кт(каж) = 8-1C-7 М; Vm = 7,15- 1C-10 М-мин-1; Кs = = 3,25-1€-5 М.
6-2. Решается аналогично задаче 6-1.
Ответ: /Ст(КаЖ) = 6- Ю-6М; Vm = 1,0 уел. ед.; K's= 5,3- 10~4М.
6-3. Решается аналогично задача 6-1.
Ответ-. /Ст(каж) = 2,5- 1G-5 М; &кат = 9,5 сек-1; Ks = 1,6-10~3М.
6-4. Решается аналогично задаче 6-1.
Ответ-. /Ст(каЖ)= 1,8- Ю~5М; 1/т= 6- Ю-^М-мин-1; /Cs=2,4 X X Ю-з М.
6-5. Дифференцируя уравнение скорости реакции (6.29) по переменной начальной концентрации субстрата и приравнивая полученное выражение нулю, найдем значение концентрации субстрата,
-1,25 -0,75 -0,25 0 0,25 0,75
ИЩюУ
Рис. 54. Определение кинетических параметров реакции трансметилирования, катализируемой фенилэтанол-амин-Г^-метилтрансферазой, в условиях ингибирования высокими концентрациями субстрата
-50 -25 0 50 100 150
М о-га?м
Рис. 55. Определение константы диссоциации неактивного тройного комплекса ES2 в условиях ингибирования ферментативной реакции субстратом
при котором скорость ферментативной реакции достигает максимума:
: KaJK)ATs.
Ответ: [S]
[Scnrl
опт ^2,9.10-3 М.
(6.30)
6-6. Из уравнения (6.2) видно, что оптимальная скорость реакции определяется выражением
Vm [Sic
^Ст(каж) + [S]onx+
[S]?
(6.31)
/Cs
Подставляя соотношение (6.30) в (6.31) и преобразуя полученное выражение, получим систему из двух уравнений с двумя неизвестными:
[S] опт — АГт(каж) К S,
/Кт (к
K's
(каж)
/ * S
решая которую можно найти значения Кт(каЖ) и ATs-'
- 1 =
2[S]0
V„
1 =,
m (ка
^опт [SJonx •
Ответ-. Кт(к&ж) = 9,5- 10~7M; Ks = 3,8-Ю~5М.
6-7. Из графика в координатах (v, log [S] о) видно, что полученная колоколообразная кривая не является полностью симметричной (рис. 56), что указывает на наличие некоторой ферментативной активности тройного комплекса ES2, причем 0 < |3 < 1
к
т(каж)
Е-Ь S
ES
t
ES„-
P*
E +P
ES + P
(6.32
1о9И0
Рис. 56. Ингибирование субстратом реакции гидролиза О-бензоилглицин-2-оксиизовалериановой кислоты, катализируемой карбоксипептидазой А. Пунктирными линиями проведены ось симметрии кривой и правая ветвь теоретической кривой зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата при условии 0 = 0
е 7
т)0юУ
Рис. 57. Обработка кинетических данных по неполному ингибированию субстратом реакции гидролиза О- (бензоилглицнн) -2-оксиизовалериа-повой кислоты, катализируемой карбоксипептидазой А
Обрабатывая данные эксперимента в координатах (1/6эфф. l/[S]o) и в координатах (kRaTJ(^ат/гэфф), 1/[S]0), где ka(i><t>=vJ[E}0 (рис. 57), находим значения констант схемы (6.32).
Ответ: kKST = 65 сек-1; Кт(ыж) = 2,4-10-4 М; /^=1,2-10-^; Р = 0,05.
6-8. Решается аналогично задаче 6-7 (рис. 58).
Ответ: kKaT = 27 сек-1; /Ст(каж) = 5-10—зМ; /Г = 1,2.10-2М; Р = 0,34.
6-9. [1]. Откладывая экспериментальные данные в координатах (v, log [S] о). найдем, что полученная кривая имеет вид несимметричного колокола, правая ветвь которого значительно круче левой (рис. 59). Подобная форма кривой указывает на то, что пнгибиро-
Рис. 58. Зависимость скорости гидролиза М-карбобензокси-Ь-триптофана, катализируемого карбоксипептидазой, от концентрации субстрата. Пунктирная кривая является теоретической при условии Р = О
1одИо
Рис. 59. Ингибирование субстратом гидролиза монофенилфосфата, катализируемого щелочной фосфа-тазой. Пунктирная кривая является теоретической при условии образования неактивного фермент-субстратного комплекса состава ES2
вание реакции происходит при присоединении нескольких молекул субстрата к фермент-субстратному комплексу
каж) ?
Е 4 S ; ES —- Е + Р
