Уравнение Михаэлиса-Ментен

Теперь обратимся к кинетике каталитических реакций. Для определенности, будем иметь в виду ферментативные реакции, хотя многое из нижеследующего справедливо и для прочих каталитических процессов.

 
 

1. Как и для цепных реакций, уравнение скорости ферментативного процесса зависит от его конкретного механизма. Рассмотрим простейший случай: односубстратныв необратимые реакции вида

протекающие в две стадии:

 
 

На первой (обратимой) стадии образуется фермент-субстратный комплекс ES, а на второй он необратимо распадается на фермент и продукт реакции.

2. Вывод уравнения скорости производится по тому же принципу, что и для
цепных реакций (п. 20.2).

а) Так, тоже исходят из условия стационарности. В данном случае оно означает постоянство концентрации комплекса ES:

 

 
 

б) Заметим, что концентрация свободного фермента равна

 
 

где cE,0 — общая концентрация фермента — и в свободном состоянии, и в составе комплекса ES.

 
 

в) Подставляя cEв (20.29), можно найти стационарную концентрацию комплекса:

 

 
 

Здесь введена константа Михаэлиса:

 
 

г) Скорость же образования конечного продукта, а значит и скорость реакции в целом, очевидно, такова:

 

 
 

д) Подставляя cES, получаем искомое выражение:

 

Величина Vmax — это максимальная скорость реакции; формула же (20.34, а) уравнение Михаэлиса—Ментен, являющееся основным в ферментативной кинетике.

3. Проанализируем это уравнение.

 
 

а) При малых концентрациях субстрата S (когда cS« KM) имеем:

т.е. фермент работает в линейном режиме, а реакция имеет первый порядок.

б) Если же, напротив, концентрация субстрата очень велика, получаем режим насыщения:

 

 

Здесь скорость перестает зависеть от концентрации субстрата, не поднимаясь выше Vmax, т.е. реакция приобретает нулевой порядок.

в) Отсюда — та гипербола, которой описывается зависимость v от для ферментативной реакции (рис. 20.3). По мере же расходования субстрата порядок реакции изменяется от нулевого до первого.

 








Дата добавления: 2016-03-20; просмотров: 561;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.