А. Модель Михаэлиса-Ментен

Полный математический анализ ферментативной реакции приводит к сложным уравнениям, не пригодным для практического применения. Наиболее удобной оказалась простая модель, разработанная в 1913 году. Она объясняет характерную гиперболическую зависимость активности фермента от концентрации субстрата (1) и позволяет получать константы, которые количественно характеризуют эффективность фермента.

Модель Михаэлиса-Ментен исходит из того, что вначале субстрат A образует с ферментом Е (3) комплекс, который превращается в продукт B намного быстрее, чем в отсутствие фермента. Константа скорости kкат (2) намного выше, чем константа некаталитической реакции k. Константу kкат называют ещё «числом оборотов», поскольку она соответствует числу молекул субстрата, превращаемых в продукт одной молекулой фермента за 1 с. Согласно этой модели, активность фермента определяется долей комплекса ЕА от общей концентрации фермента [E]t, то есть, отношением [ЕА]/[E]t (3). С целью упрощения модель предполагает, что Е, A и ЕА находятся в химическом равновесии согласно закону действующих масс (см. Равновесие), что даёт в итоге для диссоциации комплекса ЕА уравнение:

[Е][А]/[ЕА] = Кm

Поскольку [E]t = [Е] + [ЕА],

[ЕА] = [E]t[A]/(Km + [А])

Из v = kкат[ЕА] (2) и предыдущего выражения получают уравнение Михаэлиса-Ментен (4).

Уравнение содержит две величины (два параметра), которые не зависят от концентрации субстрата [A], но характеризуют свойства фермента: это произведение kкат[Е]t соответствующее максимальной скорости реакции V при высокой концентрации субстрата, и константа Михаэлиса Km, характеризующая сродство фермента к субстрату. Константа Михаэлиса численно равна той концентрации субстрата [A], при которой v достигает половины максимальной величины V (если v = V/2, то [A]/(Km + [A]) = 1/2, то есть Km = [А]). Высокое сродство фермента к субстрату характеризуется низкой величиной Km и наоборот.

Модель Михаэлиса-Ментен основывается на нескольких не совсем реальных допущениях, таких, как необратимое превращение ЕА в Е + B, достижение равновесия между Е, A и ЕА, отсутствие в растворе других форм фермента, кроме Е и ЕА. Только при соблюдении этих гипотетических условий Km соответствует константе диссоциации комплекса, а kкат — константе скорости реакции ЕА → Е + B.


Метаболизм. Ферменты / Кинетика ферментативных реакций

Статьи раздела «Кинетика ферментативных реакций»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Микробиология / Книга состоит из двух частей: общей и специальной. В общей дано описание морфологии, физиологии, генетики, экологии микроорганизмов, влияния на них факторов внешней среды. В специальной описаны возбудители некоторых инфекционных болезней, микробиология кормов, продуктов и сырья животного происхожденМикробиология
Книга состоит из двух частей: общей и специальной. В общей дано описание ...
NMR Studies of Structural Motifs: Protein Folding and Ligand Binding / NMR of Structural Motifs: The agrin G3 domain is critical in development and maintenance of the neuromuscular junction. G3 binds -dystroglycan and initiates acetylcholine receptor clustering on myotube membranes. Using NMR spectroscopy, we show both active B8 and inactive B0 isoforms binding sialic NMR Studies of Structural Motifs: Protein Folding and Ligand Binding
NMR of Structural Motifs: The agrin G3 domain is critical in development and maintenance of the neuromuscular junction. G3 binds -dystroglycan and ...
Основы клинической биохимии / Авторы монографии поставили перед собой задачу отобрать наиболее достоверные и проверенные факты, описанные в литературе и подтверждённые несколькими исследователями. Кроме того, в монографии отражён их личный опыт и собственные исследования, относящиеся к клинической биохимии, выполненные в различнОсновы клинической биохимии
Авторы монографии поставили перед собой задачу отобрать наиболее достоверные и ...
Обмен фосфорных соединений / Вашему вниманию предлагается издание «Обмен фосфорных соединений».Обмен фосфорных соединений
Вашему вниманию предлагается издание «Обмен фосфорных соединений».