Практический курс химической и ферментативной кинетики - Березин И.В.
Скачать (прямая ссылка):
п 1S]
(6.33)
ES
п +1
Предположим, что присоединение дополнительных молекул суб страта к фермент-субстратному комплексу происходит независимо друг от друга и что связывание всех п дополнительных молекул субстрата характеризуется одинаковыми константами равновесия Ка' (схема (6.33)). В этом случае уравнение скорости ферментативной реакции, протекающей в стационарном режиме, имеет следующий вид:
Vm [S]o
К-т (каж) + [S]o +
(SIS
п + 1
К,
Дифференцируя уравнение (6.34) по начальной концентрации субстрата и приравнивая полученное выражение нулю, получим соотношение, связывающее величину оптимальной концентрации субстрата с параметрами схемы (6.33) (см. решение задачи 6-5):
л+1 ___________
[SU- . (6.35)
Записывая далее уравнение (6.34) в виде
1 Кт (каж) | 1 |
“ = T-^siT + Wn + (b'db)
и производя несложные преобразования, получим
— 1 _4----= —Km------------------_L _ 1---, (6.37)
[S1° ^ш(ка>k)KS Кт(каж) w Km (каж)
Вычислив произведения Кгщкаж) Ks с использованием значения [S]onT= = 4,3- 1СН3 М (см. рис. 59) и формулы (6.35) для величин п= 1,2,3 и т. д., отложим полученные данные в координатах (1/[S]0 +
+ [5]о/Л'т(каж) Ks, l/v). Из рис. 60 видно, что линейный характер
зависимости (6.37) соответствует лишь значению п = 3. Таким образом, неактивный фермент-субстратный комплекс в данном случае имеет состав ES4. Наконец, из отрезков, отсекаемых полученной прямой (рис. 60) на координатных осях, можно определить значения /Ст(каж) и Vm ферментативной реакции.
Ответ-. Кт(каж) = 1,8- 10~3М; Vm == 7,7-10~5М-мин-1; Кs = = 5,7 -10~7 М.
6-10. Из данных табл. 8 видно, что при увеличении концентрации субстрата скорость ферментативной реакции превышает теоретическую максимальную скорость (Vm), рассчитанную при использовании небольших концентраций субстрата. Подобная зависимость V от [S]o согласуется со следующей схемой ферментативной реакции, где р>1:
Кт (каж) k
IS Е + Р
*s I (6.38)
ES2 —- ES + P Уравнение скорости реакции (6.38) можно записать в виде
1 + fS]o
^зфф - 1ЩГ = —*-----------------------------S 1 -g . (6-39)
Кт (каж) 4" [S]o "Ь ~r
Рис. 60. Итеративная линеаризация экспериментальных данных по кинетике гидролиза монофенилфосфата, катализируемого щелочной фосфатазой, в условиях ингибирования ферментативной реакции субстратом с образованием неактивного комплекса состава ЕSn
Для нахождения констант AV и (3 экспериментальные данные удобно анализировать в координатах (?Нат/(&Эфф — ?кат), 1/[S]0) при условии &Эфф;^>&Кат- Полученная прямая отсекает на оси ординат отрезок, равный 1/р—1, и имеет тангенс угла наклона, равный Ks'Hfi— 1) (рис. 61).
Ответ-. Ks = 2,2- 1C—12 М; р = 1,9.
6-11. Решается аналогично задаче 6-10.
Omeenv. K's — 1,45-Ю_2М; р ¦= 10.
6-121. Решается аналогично задаче 6-10.
Ответ: /Cs = 2-10-2M; Р = 8.
6-13. Решается аналогично задаче 6-10.
Ответ: Ks = 1,6-10—2 М; (3 = 4.
6-14. Решается аналогично задаче 6-Ю.
Ответ: A's = 3-10~2 М; (3 = 6.
6-15. Так как из данных задачи следует, что в условиях эксперимента концентрация фермента превышает концентрацию
-1,0 0 1.0 , . 2,0
УШ-/0.М
о
Рис. 61. Обработка кинетических Рис. 62. Определение кинетиче-
даниых по активации субстратом ских параметров гидролиза п-ни-
гедролиза метилового эфира п-то- троанилида N-ацетил-L-тирозииа,
зил-О-аргииина, катализируемого катализируемого а-х имотрипси-
трипсииом ” ном при избытке фермента
субстрата, для определения кинетических параметров реакции следует воспользоваться уравнением (6.26), преобразовав его к виду
JL _ _J_______l . Ks— —i_. (6.40)
