2.8. Ферментативті катализдің кинетикасының негіздері

2.8.1. Ферментативті реакциялардың кинетикасы – бұл ферменттермен катализденетін, химиялық реакциялардың жылдамдықтарының әрекеттесуші заттардың химиялық табиғатына және қоршаған орта факторларына тәуелділігін зерттейтін энзимологияның бөлімі.

Ферменттердің каталитикалық белсенділігін анықтау үшін реакция жылдамдығы немесе ферменттің белсенділігі сияқты көрсеткіштерді қолданады.

Ферментативті реакция жылдамдығы уақыт бірлігінде субстрат молекуласының мөлшері азаюымен немесе өнім молекуласы мөлшерінің артуымен анықталады. Ферментативті реакция жылдамдығы ферменттің каталитикалық белсенділігінің өлшемі болып саналады және фермент белсенділігі деп белгіленеді.

Тәжірибеде фермент белсенділігін сипаттайтын шартты өлшемдер қолданылады: 1 халықаралық белсенділік бірлігі (ХБ) оптимальды жағдайда (температура 37°С, ерітінді рН-ның оптимальді мәні) 1 мкмоль субстраттың өзгерісін 1 минут ішінде катализдейтін фермент мөлшеріне сәйкес. Осы белсенділік бірліктері медициналық және фармацевтикалық тәжірибеде фермент белсенділігін анықтауға қолданылады:

1мкмоль субстраттың өзгерісі

1МЕ = ---------------------------------------------

1мин

Халықаралық бірлік жүйесінде (СИ) (1973 ж.) фермент белсенділігінің бірлігі – катал (кат) болып есептелінеді. Катал — 1 секунд ішінде субстраттың 1 молекуласын каталитикалық өзгеріске ұшырататын фермент-тің мөлшері, 1kat = 1 моль/с.

Меншікті белсенділік (зертханалық бірлік): белоктың моль/сек мг-ы. Ферменттің тазалық дәрежесі меншікті белсенділік бойынша қарастырылады: бөтен белоктар неғұрлым аз болса, меншікті белсенділік соғұрлым жоғары болады.

2.8.2. Ферментативті реакциялар кинетикасын энзимдік реакциялардың оптималды жағдайда өтуіне қарай зерттейді. Әрбір ферменттің өзіне тән оптимальды жағдайы, ең алдымен, реакция жүретін температура мен ерітіндінің рН мәнімен анықталады.

ФЕРМЕНТ БЕЛСЕНДІЛІГІНЕ ӘСЕР ЕТЕТІН ФАКТОРЛАР

2.9.1. Температураның әсері

Температураның 10° қа жоғарылауы химиялық реакция жылдамдығын 2-4 есе арттырады, мұндай қатынас белгілі температураға (37°—45°С) дейін сақталады, ары қарай температураның жоғарылауы реакция жылдамдығын тежейді (2.6 сурет). Ферменттің ең жоғарғы белсенділігін көрсететін температура оптимальды деп аталады. Көптеген ферменттер үшін оптимальды температура +35С — +45С арылығы болып саналады. Егер ферментті оптимальды температурадан төмен жағдайға орналастырса, ферменттің белсенділігінің төмендеуі байқалады. Бұл күй қайтымды инактивация деп аталады, өйткені температураны қайтадан оптимальдыға дейін көтерсе, фермент белсенділігі қалпына келеді. Егер ферментті оптимальды температурадан жоғары жағдайға орналастырса, онда ферменттің белсенділігі төмендейді. Бірақ, бұл жағдай қайтымсыз инактивация деп аталады. Егер температураны төмендетсе, фермент белсенділігі қалпына келмейді. Бұл фермент молекласының денатурацияға ұшырауымен түсіндіріледі. Максималды каталитикалық активтілік Каталитикалық активтілік төмен- дейді Каталитикалық актив-тілік арта-ды