З ависимость скорости ферментативной реакции

от Температуры

Повышение температуры свыше 45-50˚С →тепловая денатурация→инактивпция (исключение – миокиназа мышц, папаин).

С повышением температуры ускоряется движение молекул→повышение вероятности взаимодействия реагирующих в-в.

-температура может повышать энергию реагирующих молекул, что также приводит к ускорению реакции

-скорость химической реакции, катализируемая ферментами, имеет свой температурный оптимум, превышение которого сопровождается понижением активности, возникающим из-за термической денатурации белковой мол-лы.

П онижение температуры не разрушает, а приостанавливает действие фермента

Холодовая инактивация ферментов обратима, термическая – нет, т.к. она связана с разрушением нативной структуры белка-фермента

Согласно правилу Вант-Гоффа при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается приблизительно в 2-4 раза. Это правило выполняется и для ферментов, но только в пределах до 40-42ºС, затем скорость реакции начинает снижаться, что связано с денату-рацией белка.

Температурный оптимум (скорость реакции максимальна)= 37-38-40˚С(искл: термостабильные ферменты: Taq-полимераза, выделенная из микроорганизмов, живущих в горячих источниках, не инактивируется при повышении температуры до 95 °С. -используют в научно-практической

медицине для молекулярной диагностики заболеваний с использованием (ПЦР)

о т Концентрации фермента и субстрата

С Фермента

При увеличении - скорость реакции возрастает непрерывно и прямо пропорционально количеству фермента, т.к. большее количество молекул фермента производит большее число молекул продукта.

В целом скорость реакции зависит от скорости образования фермент-субстратного комплекса и скорости его разрушения или превращения в фермент-продуктный.

Каждая из этих реакций характеризуется своей константой скорости (k). Для упрощения уравнения была введена объединѐнная константа Михаэлиса, которая учитывает все три константы:

Зависимость скорости от концентрации субстрата описывается уравнением Михаэлиса-Метнен:

С Субстрата

При увеличении скорость реакции сначала возрастает (т.к. к катализу добавляемых молекул субстрата подключаются новые и новые молекулы фермента)→ скорость накопления продукта возрастает→ увеличение активности фермента. Затем→ скорость перестаѐт увеличиваться (плато на кривой), (все молекулы фермента заняты молекулами субстрата и непрерывно ведут катализ)-здесь скорость реакции максимальна, т.е. наступает насыщение фермента

1 . на начальных этапах концентрация субстрата значительно меньше Km ([S] << Km). В этом случае знаменатель уравнения мало изменяется при из-менении [S], а величина скорости реакции V прямо пропорциональна [S] (график линеен).

2. когда концентрация субстрата значительно больше Km ([S] >> Km), величиной Km можно пренебречь и при решении получим, что скорость реакции максимальна (плато на графике).

3. если концентрация субстрата равна величине константы Михаэлиса ([S] = Km), по уравнению Михаэлиса-Ментен получаем, что скорость реакции V будет равна половине максимальной Vmax (V = ½ Vmax). Таким образом, Km соответствует концентрации субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной.

от Реакции среды

О птимум рН среды -значение рН среды, при котором фермент проявляет максимальную активность для действия данного фермента.

-лежит в пределах физиологических значений 6,0-8,0. (исключения: пепсин, (2,0); аргиназа – (10,0)

Зависимость скорости реакции от концентрации водородных ионов

определяется двумя факторами:

1.ионы Н+ и ОН− влияют на степень диссоциации ионогенных групп, т.е.

на конформацию белка;

2.ионы Н+ и ОН− влияют на сродство фермента и субстрата, т.к. могут вызывать и изменения конформации субстрата.

При небольшом сдвиге кислотности среды от оптимума скорость реак-ции уменьшается обратимо, при значительном – может насупить кислотная (или щелочная) денатурация, и фермент инактивируется необратимо.