4. Кинетика ферментативных реакций

   1. Влияние температуры

Как и все реакции скорость ферментативных реакций при повышении температуры увеличивается.

Температурный коэффициент (Q₁₀ ) показывает во сколько раз возрастает скорость реакции при повышении температуры на каждые 10 С. В интервале температур 0-50 С Q₁₀ =1,4 - 2,0.

Оптимальная температура С

для растительных ферментов	40 - 60
для животных	40 - 50

При температуре 70 - 80 С ферменты необратимо разрушаются (денатурация белкового компонента.

Температурный оптимум зависит от продолжительности воздействия температуры , при увеличении продолжительности воздействия температурный оптимум снижается.

2. Влияние кислотности среды

Каждый фермент наиболее активен в определенном интервале рН, известном как оптимум рН. (Показать график).

Фермент	Оптимум рН
пепсин	1,5- 2,0
аргиназа	9,5 -9,9
каталаза	7,6

Влияние рН объясняется непосредственным действием концентрации водородных ионов на свойства каталитического центра, которые определяют образование ФСК. Кроме того Н+ оказывает влияние на степень ионизации субстрата и ферментативного белка.

3. Влияние концентрации фермента

Когда фермента достаточно скорость ферментативной реакции возрастает пропорционально увеличению концентрации фермента - линейная зависимость (показать график).

4. Влияние концентрации субстрата

По мере возрастания концентрации субстрата кривая выходит на плато, скорость достигает своей максимальной величины (V max.). При этом все молекулу фермента насыщены субстратом. График зависимости начальной начальной скорости реакции от концентрации субстрата представляет собой гиперболу ( показать график).

Для описания зависимости начальной скорости реакции от [S] Л.Михаэлисом выведено уравнение для односубстратной реакции:

, где Ks - константа диссоциации ФСК равная .

Это уравнение получило название уравнения Михаэлиса-Ментон. Оно выведено исходя из следующего обобщенного механизма односубстратной реакции:

где к₁, к₂, к_-1, к_-2 - константы скоростей соответствующих стадий реакций.

Михаэлис и Ментон исходили из допущения, что 1-я стадия реакции (E+S=ES) является равновесной, т.е. равновесие в ней достигается гораздо быстрее, чем успевает распасться ФСК с образованием продуктов реакции.

Однако это не всегда справедливо, так как ферменты обладают высокой каталитической активностью. В реальных условиях система находится в стационарном состоянии, при котором концентрация промежуточного соединения (ES) постоянна, т. е. скорости его образования и распада, в т. ч. и конечного продукта равны:

только при

Позже Бриггсом и Холдейком было предложено уравнение Михаэлиса-Ментон записывать в виде

, где Кm - константа Михаэлиса .

Константа Михаэлиса - важная характеристика фермента, по ней судят о степени родства фермента к субстрату и способности фермента образовывать продукты реакции.

Если Km велика, то ФСК легко распадается и реакция идет медленно. При низких Km реакция идет быстро.

Km и Vmax для данного фермента и субстрата при определенных параметрах внешней среды (рН, температуре и др.) величины постоянные.

Для большинства величины постоянные.

Km измеряется в мол/л. Для большинства ферментативных реакции Km = 10^-2 моль/л.

Km определяют графически по результатам измерения V при различных концентрациях субстрата(S).

В частном случае, когда V=1/2 Vmax, т. е. ,Km= [S], т.е.

константа Михаэлиса равна концентрации субстрата при которой скорость реакции соответствует половине максимальной.