Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций

Так же как и скорость любых химических превращений, скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов. Основными из них являются следующие – время протекания ферментативной реакции (время инкубации),температура и рН окружающей среды, присутствие особых веществ – модификаторов фермента (ингибиторов и активаторов).

Рассмотрим влияние перечисленных факторов на скорость ферментативных реакций.Время протекания. По мере того, как время инкубации фермента увеличивается, скорость реакции снижается. Это может происходить по различным причинам, главными из которых являются: уменьшение концентрации субстрата, увеличение скорости обратной реакции (в результате накопления продукта), ингибирование фермента продуктом реакции, денатурация фермента. При кинетических исследованиях проводят измерения начальной скорости реакции.

Температура. Согласно правилу Вант-Гоффа для химических реакций повышение температуры на 10°С приводит к увеличению скорости реакции в 2–4 раза. Скорость ферментативной реакции с повышением температуры увеличивается, достигая максимума при какой-то оптимальной температуре (температурный оптимум фермента), а затем падает до нуля  при увеличении температуры на каждые 10°С скорость возрастает не более в два раза. Снижение скорости реакции до нуля вызвано инактивацией фермента вследствие денатурации его белковой части. 

рН среды. Изменение рН среды приводит к изменению степени ионизации кислотных и основных групп как активного центра фермента, так и самого субстрата. Следовательно, изменение рН влияет на сродство субстрата к активному центру фермента и на каталитический механизм реакции. Обычно зависимость скорости ферментативной реакции от рН среды имеет колоколообразную форму поскольку для каждого фермента существует свое оптимальное значение рН, при котором фермент проявляет наибольшую каталитическую активность (оптимум рН фермента). Значение рН в оптимуме отвечает наилучшему связыванию субстрата ферментом и наибольшей скорости катализа. Оптимум рН для большинства ферментов лежит в пределах от 6 до 8, однако есть и исключения: например, пепсин имеет наибольшую активность при рН около 2. 

12. Регуляция активности ферментов; пути ее активации и инактивации. Влияние ионизирующего излучения и экологических факторов на ферменты.

Способы регуляции активности ферментов

В клетке имеется несколько способов регуляции активности ферментов – одни способы подходят для любых ферментов, другие более специфичны.

1.Изменение количества фермента может происходить в результате увеличения или снижения его синтеза.

2.Изменение скорости синтеза фермента обычно зависит от количества определенных гормонов или субстратов реакции, например:

• исчезновение пищеварительных ферментов при длительном голодании и их появление в восстановительный период (в результате изменения секреции кишечных гормонов),

• при беременности и после родов в молочной железе активно идет синтез фермента лактозосинтазы под воздействием лактотропного гормона,