БІОХІМІЯ - Підручник - Остапченко Л. І. - 2012

Розділ 7. ЕНЗИМОЛОГІЯ

7.5.Основи кінетики ферментативних реакцій

Кінетика ферментативних реакцій - розділ ензимології, що вивчає залежність швидкості хімічних реакцій, які каталізуються ферментами, від хімічної природи реагуючих речовин, а також від факторів навколишнього середовища.

Для вимірювання каталітичної активності ферментів використовують такі показники, як швидкість реакції або активність ферменту. Швидкість ферментативної реакції визначається зміною кількості молекул субстрату або продукту за одиницю часу. Швидкість ферментативної реакції - це міра каталітичної активності ферменту, її позначають як активність ферменту. Математично швидкість ферментативної реакції виражається в зміні концентрації субстрату (зменшення) або продукту (збільшення) за одиницю часу:

image394

На початковому етапі [ίο - ίι] швидкість реакції є прямо пропорційною часу й має лінійну залежність. Графічно зміну швидкості ферментативної реакції визначають тангенсом кута нахилу дотичної до кривої профілю реакції. Чим більший кут нахилу, тим більша зміна швидкості реакції (рис. 7.15).

У реакціях, які каталізуються ферментами і і 2, початкова швидкість реакції, каталізованої ферментом і, є нижчою, ніж швидкість реакції, каталізованої ферментом 2, тому що тангенс кута нахилу дотичної до кривої профілю реакції, проведеної з точки "0", у другого ферменту вищий, як у випадку накопичення продукту (А), так і у випадку витрати субстрату (Б).

image395

Рис. 7.15. Залежність накопичення продукту (А) і витрати субстрату (Б) від часу (тривалості) перебігу реакцій 1, 2

Після певного часу зміна швидкості ферментативної реакції в експериментальних умовах зменшується, про що свідчить зміна кута нахилу дотичної в момент часу t. Зниження швидкості ферментативної реакції може відбуватися за рахунок ряду факторів: зменшення концентрації субстрату, збільшення концентрації продукту, який може проявляти інгібуючу дію, можуть відбуватися зміни рН розчину, інактивація ферменту тощо.

На етапі [t1 - tx] швидкість реакції змінюється нелінійно залежно від часу. Тому для визначення швидкості ферментативної реакції найчастіше досліджують зміни швидкості на початковому етапі [f0 – t1], де спостерігають лінійну зміну концентрації продукту (або субстрату).

Швидкість ферментативної реакції залежить від низки факторів, таких як кількість і активність ферментів, концентрація субстрату, температура середовища, рН розчину, присутність регуляторних молекул (активаторів та інгібіторів). Розглянемо вплив цих факторів на швидкість ферментативної реакції.