Биохимия ферментов и кинетика

Ферменты
Бактериальное
брожение
Физиологическая регуляция
Катализ
Клеточный метаболизм
Макромолекулы
Питание
Генетический аппарат
Ультраструктура
мембран
Коферменты
Фармакология
Биосинтез
Кинетика
реакций
Превращение
энергии
Биохимическая
эволюция
Врожденные
нарушения обмена

Фермент
Молекулярная
масса
Фермент
Молекулярная
масса
Рибонуклеаза
13 000
Лактатдегидрогеназа
140 000
Цитохром с
15 000
Альдолаза
142 000
Трипсин
23 000
Каталаза
248 000 Пепсин
32 1000
Глутаматдегидрогеназа
336 000
Гексокиназа
45 000
Уреаза
480 000
Щелочная
фосфатаза
80 000
Пируватдегидрогеназа
4 500 000
Молекулярная масса ферментов

Активный центр ферментов
Субстрат
R1
R2
R3
R5
R4
R6
R7
R8
R9
R10
R165
R164
R163
R162
R169

Распределение и относительные количества изоферментов
ЛДГ
ЛДГ1
- - - - - - - - - - - -
ЛДГ2
ЛДГ3
ЛДГ4
Старт
+
-
ЛДГ5
- - - -
Сердце
Почки
Печень
Мышцы

Механизм действия ферментов
Субстрат
+
Фермент
Активный
комплекс
Продукты
реакции
Фермент

- - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
G
Исходное
состояние
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
ЕНФ
Еф
Р
Переходное
состояния
Конечное состояние
Ход реакции
Свободная энергия
S
Энергетический механизм ферментативной и неферментативной
химических реакций

- - - - - -
- - - -
1
Km
1
Kmi
=
1
v
2
1
[ S ]
1
-
1
Vi
1
vmax
График зависимости скорости ферментативной реакции от
концентрации субстрата в присутствии неконкурентного ингибитора

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Максимальная скорость V max
- - - - -
- - - - - - - - -
1
2
V max
а
б
в
Кm
Концентрация субстрата
[ S ]
Скорость реакции V

Уравнение Михаэлиса - Ментен
VMAX
.
.
[ s ]
Кs
+
[ s ]
v
=

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ s ]
v
1
2
vmax
Vmax
1
2
vmax
Km

Определение численного значения Кm
Если v = ½ vmax
V max
2
=
V max
.
[ s ]
Кm + [ s ]
1
2
=
s
Km
+
[ s ]
или
Km
+ [ s ] = 2 [ s ]
Km = [ s ]

График Лайнувера – Берка.
1
vmax
1
Km
Наклон =
К m
V max
1
v
1
[s]

Основные свойства ферментов
а
б
v
100
0
c
50

Зависимость скорости катализируемой ферментом
реакции от рн
рн
V

Оптимальные значения рН для некоторых ферментов
Фермент
рн
Фермент
рн
Пепсин
1,5 – 2,5
Каталаза
6,8 – 7,0
Катепсин
4,5 – 5,0
Уреаза
7,0 – 7,2
Амилаза из
солода
4,9 – 5,2
Липаза
панкреатическая
7,0 – 8,5
Сахараза
кишечная
5,8 – 6,2
Трипсин
7, - 8,5
Амилаза слюны
6,8 – 7,0
Аргиназа
9,5 – 10,0

Торможение активности СДГ малоновой кислотой
+
+
ООС
ООС
С
С
Н
Н
Н
Н
- 2Н
ООС
СН
СН
ООС
;
+
+
ООС
ООС
СН
Блокиро-
вание
реакции
Сукцинат
Фумарат
Малонат

+
+
Е +
Комлекс Е +
(неактивный)
Е + S
ES
E P1 P2
Действие конкурентного ингибитора

СООН
NH2
n -
Аминобензойная
кислота
Сульфаниламид

- - - - - -
- - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1
2
V max
2
1
0
v
V max = v i
Km
Kmi
[ S ]
График зависимости скорости ферментативной реакции от
концентрации субстрата в присутствии конкурентного ингибитора

- - - - - -
- - - -
1
vmax
=
1
vi
1
Km
1
Kmi
-
1
v
2
1
[ S ]
1
-
График зависимости скорости ферментативной реакции от
концентрации субстрата в присутствии конкурентного ингибитора.

- - - - - -
- - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
0
v
Km =
Kmi
[ S ]
- - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1
2
Vmax
1
2
V i
2
1
V max
V i
График зависимости скорости ферментативной реакции
от концентрации субстрата в присутствии неконкурентных ингибиторов