2) Влияние pH:

Большинство ферментов проявляют максимальную активность в интервале 7-8 единиц pH. Например: Оптимальные значения для Пепсина – 1,5-2,5, Трипсина – 8,0-8,5, Амилазы слюны 7,2, Аргиназы 9,7, Кислой фосфатазы 4,5-5,0, Сукцинилдегидрогиназы 9,0.

За пределами оптимума pH (при снижении или при повышении от оптимума) скорость ферментативной реакции снижается.

Зависимость фермента при различных значениях pH описывается колоколообразной кривой с максимум скорости при оптимальном значении pH.

3) Зависимость от количества фермента:

Зависимость скорости реакции от количества фермента изучают при избытке субстрата.

При увеличении молекул фермента скорость реакции возрастает прямо пропорционально количеству фермента.

4) Зависимость от концентрации субстрата:

При увеличении концентрации субстрата (в условиях постоянной концентрации фермента) скорость реакции возрастает пропорционально увеличению концентрации субстрата (реакция первого порядка) и достигает максимального значения Vmax.

При дальнейшем увеличении концентрации субстрата скорость реакции не изменяется (все активные центры заняты) и не зависит от концентрации субстрата (реакция нулевого порядка).

5) Константа Михаэлиса:

График соотношения констант

V = Vmax*[S] / Km*[S]

Соотношение констант Km = k-1 + k+2 / k+1 называют константой Михаэлиса. Она численно равна той концентрации субстрата, при которой скорость реакции равна половине от её максимального значения.

Если Km высова, то сродство фермента к такому субстрату низкое и реакция протекает медленно. И наоборот, при низкой Km – сродство высокое – реакция протекает быстро.

3. Активный центр и механизм действия ферментов. Специфичность действия ферментов.

Активный центр– совокупность аминокислотных остатков, обеспечивающая связывание фермента с молекулой субстрата и осуществляющая катализ. Он образуется из остатков аминокислот, находящихся в составе различных участков полипептидной цепи или различных полипептидных цепей, но сближающихся при образовании пространственной структуры белка-фермента.

Чаще всего в состав активного центра входят остатки полярных аминокислот: Серина, гистидина, триптофана, аргинина, цистеина, аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты и тирозина. Остальные аминокислоты обеспечивают правильную конформацию молекулы фермента для оптимального протекания реакции.

Активный центр обладает следующими особенностями:

• Является сложной трехмерной структурой и имеет форму узкого углубления или щели.

• Ориентирует субстраты таким образом, чтобы участвующие в реакции функциональные группы находились в непосредственной близости друг к другу (эффект сближения)

• Способен изменять свою конформацию под действием различных факторов, что приводит к изменению активности фермента.

Механизм действия ферментов:

Первый этап (обратимый) – сближение фермента с субстратом, который по структуре соответствует структуре его активного центра (Модель Фишера «ключ к замку»).

Второй этап (обратимый) – образование фермент-субстратного комплекса (для полного сближения субстрата и фермента). Этап индуцированного соответствия.

Третий этап (необратимый) – разрыв старых связей и образование новых, это приводит к образованию продукта реакции, который не соответствует структуре активного цента.

Уравнение: S + E <-> SE -> E + P

Специфичность действия ферментов:

Специфичность (высокая избирательность) основана на комплементарности структуры субстрата и активного центра фермента. В зависимости от структуры активного центра фермента различают субстратную и каталитическую специфичности фермента.

Субстратная специфичность – это способность фермента связываться с одним или несколькими субстратами. Выделяют следующие виды субстратной специфичности:

Абсолютную специфичность проявляет фермент, когда катализирует превращение только строго определенного вещества. Это происходит в случае комплементарности его активного центра только одному субстрату. Например, уреаза, катализирующая гидролиз мочевины.

Групповая (относительная) специфичность возможна в том случае, когда фермент катализирует превращения группы сходных по структуре веществ. Например, групповой специфичностью обладают протеолитические ферменты, расщепляющие пептидные связи белков.

Стереоспецифичность возможна в том случае, если фермент катализирует превращение только одного из возможных стереоизомеров. Стереоспецифичность может проявляться по отношению:

• К D-сахарам: в организме человека ферменты осуществляют превращение сахаров D-ряда, а не L:

• К L-аминокислотам: почти все ферменты человека взаимодействуют с L-аминокислотами:

• К цис- и транс-изомерам: Например, фермент фумараза действует только на фумарат (транс-изомер), но не осуществляет катализ малеината (цис изомера):

• К - и -гликозидным связям: Под действием -амилазы в кишечнике расщепляется гликоген и крахмал, а целлюлоза, содержащая - гликозидные связи не гидролизуется и не может служить источником глюкозы в организме человека.

Каталитическая специфичность – специфичность пути превращения субстрата. Например: Пировиноградная кислота может превращаться в лактат под действием лактатдегидрогеназы или ацетил КоА под действием пируватдегидрогеназного комплекса. Эти ферменты имеют различную структуру каталитического центра, поэтому хоть и связываются с одним веществом, но катализируют различные пути превращения пирувата.