Ферменты-2. Кинетика ферментативных реакций

1. ФЕРМЕНТЫ-2

Наумов А.В.

2. Кинетика ферментативных реакций

Кинетика – изучает скорость химической
реакции и её зависимость от факторов
o
- t , pH, активаторов, ингибиторов.

3. Особенности ферментативного катализа - t

4.

Особенности ферментативного
катализа - pH

5.

Особенности ферментативного
катализа – [S]

6.

Особенности ферментативного
катализа – [E]

7. Кинетика ферментативных реакций

Зависимость скорости реакции от концентрации
субстрата

8. Кинетика ферментативных реакций

Уравнение Михаэлиса – Ментен
V0 =
Vmax [S]
Km + [S]

9.

Л. Михаэлис
М. Ментен

10.

V0 = k2[ES]
[Et] – общий уровень фермента, участвующего в
реакции на данный момент.
[Et] - [ES] - концентрация свободного фермента.

11.

(Образование) ES = k1([Et] - [ES])[S]
(Распад)
ES = k-1[ES] + k2[ES]

12.

(Образование)
ES = k1([Et] - [ES])[S]
(Распад)
ES = k-1[ES] + k2[ES]
k1([Et] - [ES])[S]

13.

k1([Et] - [ES])[S] =

14.

k1([Et] - [ES])[S] = k-1[ES] + k2[ES]

15.

k1[Et][S] - k1[ES][S] = k-1[ES] + k2[ES]

16.

k1[Et][S] - k1[ES][S] = k-1[ES] + k2[ES]

17.

k1[Et][S] = (k1[S] + k-1 + k2)[ES]

18.

Решаем уравнение относительно [ES]:
k1[Et][S] = (k1[S] + k-1 + k2)[ES]

19.

/K1

20.

Соотношение суммы констант скорости распада
к константе скорости синтеза
(k2 + k-1)
______________________
k1
получило название
константа Михаэлиса -
Km

21.

22.

V0 = k2[ES]

23.

Максимальная скорость - Vmax
возможна при условии полного насыщения фермента
субстратом, т.е. когда
[ES] = [Et]
В этом случае Vmax может быть представлена как
Vmax = k2[Et].
Подставив это в уравнение
получаем
уравнение Михаэлиса-Ментен:

24.

25. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата

V
[S]

26.

При условии
V0 = ½ Vmax
подставляем в уравнение

27.

разделив обе половины уравнения на Vmax получаем:
решая его относительно Km получаем:
Km + [S] = 2[S]
или
Km = [S]

28.

Km = [S]
Константа Михаэлиса
- это концентрация субстрата при которой скорость
ферментативной реакции ровна половине максимальной.
Km характеризует сродство субстрата к ферменту

29.

Уравнение Лайнвивер-Бэрка
(Lineweaver-Burk).

30. Уравнение и график Лайнуивера -Берка

31.

32. Активаторы ферментов

Повышают ферментативную активность;
Формируют конформацию активного центра
фермента;
Облегчают образование ферменткомплекса;
субстратного
Стабилизируют нативную структуру фермента;
Защищают функциональные группы активного
центра.

33. Ингибиторы ферментов

НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ.
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ:
А) НЕОБРАТИМЫЕ
Б) ОБРАТИМЫЕ:
- КОНКУРЕНТНЫЕ
- НЕКОНКУРЕНТНЫЕ.

34. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ИНГИБИТОРЫ

Вызывают денатурацию молекулы
фермента –
• кислоты,
• щелочи,
• соли тяжелых металлов.

35. НЕОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ

Необратимое ингибирование наблюдается при образовании
ковалентных связей между
ингибитором и активным центром
фермента. Фермент не может
выполнять каталитическую
функцию.

36. ОБРАТИМЫЕ ИНГИБИТОРЫ

Связываются с активным центром
фермента слабыми нековалентными
связями и легко отделяются от фермента.
Обратимые ингибиторы бывают:
конкурентными
неконкурентными.

37. КОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ

38. НЕКОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ

39.

40. Регуляция активности ферментов

1) Активация ферментов при присоединении
регуляторных белков –
аденилатциклаза
2) Изменение активности ферментов путем
ассоциации / диссоциации протомеров протеинкиназа А

41. 3) Химическая модификация фермента

• Регуляция активности ферментов путем
фосфорилирования/дефосфорилирования
фосфорилаза
• Регуляция активности ферментов
частичным протеолизом
пепсиноген – пепсин

42.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!