Анализ уравнения Михаэлиса—Ментен:

1. Если концентрация субстрата в реакции низка, т.е. [S] << К_m, то уравнение приобретает вид:

Таким образом, при низких концентрациях субстра­та скорость биохимической реакции прямо пропор­циональна концентрации субстрата и описывается уравнением I порядка.

2. При высоких концентрациях субстрата, т. е. [S] >> К_m, величиной К_m можно пренебречь, тогда

,

Таким образом, при высоких концентрациях субстра­та скорость биохимической реакции становится мак­симальной и описывается уравнением нулевого по­рядка.

График зависимости скорости биохимической ферментативной реакции от концентрации субстрата

Количественная характеристика активности фермента

За единицу ферментативной активности (Е) прини­мают количество фермента, катализирующее превраще­ние 1 мкмоль субстрата за 1 мин:

Удельную активность фермента определяют путем деле­ния числа единиц ферментативной активности на массу белка (или ткани), г или мг.

Молярную активность фермента определяют путем деления числа единиц ферментативной активности в об­разце на массу фермента, выраженную в микромолях (для очищенных ферментов):

,

Количественная характеристика активности ферментов в биологических жидкостях

Активность ферментов крови: -амилаза — г/ (ч • л) .

АсАТ, АлАТ, ЛДГ, ХЭ, КФК, щелочной фосфатазы — в ммоль/(ч • л).

трипсина — мкмоль/ (мл • ч)

Энзимодиагностика

В нормальных условиях активность ферментов в сыворотке крови относительно невелика по сравнению с их активностью в тканях. При поражении ряда органов и тканей, что связано с нарушением проницаемости мемб­ран клеток и выходом из них ферментов в кровяное рус­ло, происходит увеличение их активности.

Количественно определяя нефункциональные фермен­ты плазмы (индикаторные ферменты), можно диагности­ровать заболевание. Например, при инфаркте миокарда по­вышается активность ферментов: аспартатаминотрансферазы, креатинфосфаткиназы; при заболеваниях костей — щелочной фосфатазы; при заболеваниях печени — аланинаминотрансферазы.

Наследственные нарушения (энзимопатии)

Энзимопатии — заболевания, характеризующиеся на­рушением содержания того или иного фермента в орга­низме. Они классифицируются:

1. Наследственные, связанные с полным нарушением биосинтеза какого-либо фермента;

2. Токсические, связанные с избирательным угнетени­ем активности отдельных ферментов;

3. Алиментарные, вызванные дефицитом витаминов, белка, микроэлементов, разбалансированностью пи­тания;

4. Энзимопатии, вызванные – нарушением нейрогуморальной регуляции, связанные с нарушением внутрикле­точной организации ферментативных процессов.

В основе фенилкетонурии лежит врожденный дефект фермента фенилаланингидроксилазы: нарушено образо­вание тирозина из фенилаланина. Превращение фенилаланина идет по другому пути — с образованием фенилпировиноградной, фенилмолочной и фенилуксусной кис­лот, которые в большом количестве выделяются с мочой. Дефицит тирозина тормозит биосинтез его производных — норадреналина — медиатора в нервной системе, что приводит к дальнейшему поражению головного мозга и слабоумию.

При недостатке витаминов могут возникать наруше­ния, так как если тот или другой витамин не поступает с пищей, кофермент не образуется и фермент остается не­активным.