11.Влияние концентрации субстрата на скорость ферментативной реакции. Вывод уравнения Михаэлиса-Ментен.

Если в физиологической среде много субстрата и мало ферментного белка, то скорость ферментативной реакции будет низкой, поскольку каждая молекула фермента способна катализировать превращение определенного количества субстрата в единицу времени.

Скорость ферментативной реакции зависит также от концентрации субстрата в физиологической среде при условии, что количество фермента остается неизменным. Если в среде находится определенное количество фермента и в нее добавляется субстрат, то в начале скорость реакции будет возрастать пропорционально увеличению концентрации субстрата. При дальнейшем увеличении концентрации субстрата темпы нарастания скорости реакции замедляются, и при определенном количестве субстрата в среде скорость реакции достигает максимального уровня, при котором полностью реализуется молекулярная активность фермента.

Зависимость скорости ферментативной реакции (V) от концентрации субстрата ([S]) выражается следующим уравнением (уравнение Михаэлиса — Ментен):

где Vmax — максимальная скорость реакции при высокой концентрации субстрата; [S] — концентрация субстрата; Кт — константа Михаэлиса

12. Ингибирование ферментов. Конкурентное ингибирование.

Ферментативный ингибитор — вещество, замедляющее протекание ферментативной реакции.

Существуют обратимые ингибиторы двух типов – конкурентные и неконкурентные. Изучение обратимых ингибиторов ферментов позволило получить весьма важные сведения о структуре активных центров различных ферментов.

Конкурентный ингибитор конкурирует с субстратом за связывание с активным центром, но в отличие от субстрата связанный с ферментом конкурентный ингибитор не подвергается ферментативному превращению.

Отличительная особенность конкурентного ингибирования состоит в том, что его можно устранить или ослабить, просто повысив концентрацию субстрата.

При таком виде ингибирования ингибитор по своей структуре похож на субстрат фермента. Поэтому он соперничает с субстратом за активный центр (за контактный участок), что приводит к уменьшению связывания субстрата с ферментом и нарушению катализа. В этом состоит особенность конкурентного ингибирования – возможность усилить или ослабить ингибирование через изменение концентрации субстрата. При данном ингибировании максимальная скорость реакции остается вполне достижимой при создании высоких концентраций субстрата.

13. Ингибирование ферментов. Неконкурентное ингибирование.

Ферментативный ингибитор — вещество, замедляющее протекание ферментативной реакции. Различают обратимые и необратимые ингибиторы.

Неконкурентное ингибирование тоже обратимо, но не может быть ослаблено или устранено повышением концентрации субстрата

Данный вид ингибирования связан с присоединением ингибитора не в активном центре, а в другом месте молекулы. Но при этом меняется структура активного центра и связь с субстратом становится невозможной. Это может быть аллостерическое ингибирование, когда активность фермента снижается естественными модуляторами, или связывание с ферментом каких-либо веществ вне активного и аллостерического центра. Например:

синильная кислота (цианиды) связывается с гемовым железом ферментов

дыхательной цепи и блокирует клеточное дыхание,

связывание ионов тяжелых металлов (Cu²⁺, Hg²⁺, Ag⁺) с SH-группами белков.