Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
константы равновесия и суммарной концентрацией добавленного металла-
активатора щ. Из уравнения
и предыдущих уравнений находим следующее кубическое уравнение, из
которого может быть определена величина а:
Решив это уравнение, можно подставить полученное значение а в уравнение
(8.191). Это вычисление, однако, весьма трудоемко.
Уравнения значительно упрощаются в том случае, если с металлом
соединяется только S/, так что Каь можно принять равным бесконечности.
Тогда уравнение (8.191) принимает вид
(8.190)
(8.191)
(8.192)
а3 + а2 (Kaf + Kab + sft + sbt -at) (KafKab + %afSbt +
~Ь KabSfi -Kaflt - - KafKabat - 0- (8.193)
Kt =
К
(8.194)
•и (8.193) сводится к квадратному уравнению
а2-{-a {Kaf-\~Sjt -at) -KajCtt - 0,
(8.195)
Ингибирование и активация ферментов
563
следовательно,
Kt=K-
2 К,
Ка} + Я* - sft + У \(Ка, + S/i - at)2 + 4Kajat\
(8.196)
Можно ожидать, что это уравнение будет удовлетворительно описывать
действие многих киназ. Например, в опытах с креа-тинкиназой было
обнаружено, что АТР имеет значительно большее сродство к Мg2+, чем какой-
либо другой компонент системы (хотя при точных расчетах сродство ADP
также нужно учитывать). Связыванием с другими компонентами, например с
креа-тинфосфатом, можно обычно полностью пренебречь. Имея в виду киназы,
мы построили в соответствии с уравнением (8.196) кривые, приведенные на
рис. 8.25; Kat в этом случае принято равным 10~5 М [3566], что
соответствует последним полученным данным. Видно, что влияние умеренных
концентраций Mg2+ на Kt очень велико и такого рода эффекты играют весьма
важную роль в подобных системах. Влияние данной концентрации металла
зависит от концентрации субстрата и уменьшается с повышением этой
последней. При низкой концентрации субстрата график, на котором по оси
абсцисс отложены логарифмы концентрации металла, представляет собой
обычную S-образную кривую, точка перегиба которой соответствует р/Са/.
При более высоких концентрациях субстрата форма кривой искажается, потому
что субстрат эффективнее противодействует влия-
К, 1,0 к \
0,8 \
0,6
0,4
0,2 т
0 0,005 0,01
К, 1,0 1<
0,8
0,6
0,4
0,2
о
\
я\ г г
VKaf ' 1 1 Ч\ 1
- 6 ~5
Mg,
¦3 -2 1
lg Мг-t
Рис. 8.25. Теоретические кривые, характеризующие зависимость между
концентрацией добавленных ионов магния (А) или логарифмом этой
концентрации (Б) и константой равновесия при различных концентрациях
субстрата. Графики построены по уравнению (8.196). Kas принято равным
10~5 М. / - Sfi = 0,01 М; II - s,t = 0,001 М; III - sn = 0,0001 М.
564
Глава 8
"< 50
о
I
20
Рис. 8.26. Зависимость константы равновесия реакции, катализируемой
креатинкиназой, от полной концентрации активирующего ме-
10
талла (at) [172]. / -Mg2+ при pH 8,45 в глициновом буфере; II - Mg2+ при
pH 8,8 в глициновом буфере; III - Mg2+ при pH 8,8 в этаноламиновом
буфере; IV - Mg2+ при pH 8,45 в глициновом буфере. Kt=
Q--------------1------------1-----------1------------I------------1------
---
0 2 4 6 8 х 10 м
[АТРМКреатидф
[АОР]г[Креатинфосфат](
нию металла при относительно низких концентрациях последнего и точка
перегиба кривой значительно смещается.
Подобные кривые, которые следует рассматривать только как первое
приближение, можно сопоставить с экспериментальными кривыми, полученными
для системы креатинкиназы в работах [172, 3447]. Данные Асконаса [ 172])
приведены на рис. 8.26. Характер полученных в эксперименте кривых в общем
согласуется с теоретическими кривыми, если не считать того, что при
увеличении концентрации металла величина ljKt становится постоянной, а не
возрастает до бесконечности, как предсказывается простой теорией. Этого,
впрочем, и следовало ожидать, потому что при высоких концентрациях
металла не только АТР, ио и ADP соединяется с Mg2+. Когда концентрация
металла становится достаточно большой для насыщения и АТР, и ADP,
дальнейшее ее повышение уже не оказывает влияния на константу равновесия.
НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕ АНИОНОВ
Как впервые показал Коул [839] в 1904 г., значительное влияние на
активность ряда ферментов оказывает присутствие анионов; например,
влияние хлорид-иона на а-амилазы животных тканей столь велико, что этот
ион рассматривается как естественный активатор данной группы ферментов.
Другие одновалентные (но не двухвалентные) анионы также оказывают не-
Ингибирование и активация ферментов 565
кото?ц)е влияние на активность амилаз, причем параллельно изменяются и
физические свойства чистого фермента, например растворимость и
электрофоретическая подвижность [3307]. Другим й^ассическим примером
фермента, чувствительного к анионам, йожет служить фумаратгидратаза, как
это впервые показали Манн и Вульф [2964]:; этот фермент активируется,
однако, только двухвалентными и трехвалентными анионами. При обычных
концентрациях влияние анионов на большинство ферментов незначительно.
Исследование влияния анионов при различных значениях pH показывает, что
оно может сводиться к смещению одной или обеих ветвей кривой зависимости
