Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
Уэстли и Тейлор [5059] рассмотрели ряд кинетических схем для реакции
двухстадийного переноса, которые характеризуются выпуклыми кривыми
зависимости скорости от концентрации субстрата в двойных обратных
координатах. Эти модели представлены на рис. 8.48 и предусматривают
альтернативные пути, по которым реакция может протекать полностью или
частично. На рис. 8.48, А представлен предполагаемый механизм
функционирования глутатионтрансферазы (КФ 2.5.1.18) из печени крысы
[3577]. Этот механизм предусматривает конкуренцию между двумя
альтернативными путями для реакций обоих продуктов и приводит к уравнению
вида (4.82). Представленная на рис. 8.48,5 схема включает альтернативные
пути реакций для субстрата В, но не для субстрата АХ и, следовательно,
приводит к уравнению второй степени относительно Ь и первой степени
относительно ах. Реакция, катализируемая трансглу-таминазой [791],
описывается схемой типа 8.48,6, в которой второй субстрат (В) и вода
конкурируют за модифицированную форму фермента. Из этой схемы следует,
что если за ходом реакции следить по появлению продукта ВХ, то будет
наблюдаться простая гиперболическая зависимость о от ах и о от Ь. Однако
если регистрировать накопление продукта А, зависи-
/¦
634___________________________Глава 8______________ /___________
мость v от Ь будет более сложной, так как образование продукта происходит
в отсутствие В. Эта ситуация напоминает случай, когда искажение
кинетических результатов связано с тем, что не введена поправка на
"холостую" скорость (с. 653-654), что приводит к появлению выпуклых
кривых зависимости скорости от концентрации субстрата в двойных обратных
координатах. Предполагается, что кажущаяся отрицательная кооперативность
по пирувату, наблюдаемая для пиру-ваткарбоксилазы (см. с. 623), может
быть связана с тем, что реакция протекает по механизму, представленному
на рис. 8.48, В [1285]. Для функционирования тиосульфат-
сульфидтрансферазы (КФ 2.8.1.1) из печени человека [2220] предложена
кинетическая схема, предусматривающая изомеризацию фермента, связанного с
фрагментом субстрата (рис. 8.48,К). Эта схема приводит к уравнению первой
степени относительно ах и второй степени относительно Ь.
Возможны также другие схемы, характеризующиеся уравнениями, в которых
показатели степени при концентрации разных субстратов различаются.
Например, в схеме
ЕАХВ^ЕВХА^ ЕА 7/ ^
Е^ЕАХ Е (8.385)
EX ^ ЕХВ ^±ЕВХ
имеется только один путь связывания АХ, но два альтернативных пути
связывания В; в этом случае уравнения, описывающие изменение начальной
скорости при варьировании концентрации субстратов, имеют в стационарных
условиях следующий вид:
-------------------------------(8.386)
(8.387
" Ро 4- Pi ах а-f "2'62
Такой механизм будет приводить к гиперболической зависимости начальной
скорости от концентрации АХ, однако при варьировании концентрации В можно
ожидать отклонений от этой простой зависимости. В этом случае при
насыщающих концентрациях АХ по-прежнему остаются два возможных пути
связывания В и, следовательно, уравнение (8.387) остается применимым при
этих условиях.
Уравнения второй степени - не самые сложные уравнения, которые могут быть
получены при анализе разветвленных кинетических схем в стационарных
условиях. Например, при функционировании трехсубстратного фермента по
неупорядоченному
Ингибирование и активация ферментов
635
механизму имеются четыре формы фермента, с которыми каждый из субстратов
может связываться на пути к образованию четырехкомпоненйного комплекса
(например, субстрат А может связываться с Е, ЕВ, ЕС и ЕВС на пути к
ЕАВС). Таким образом, уравнение стационарной скорости реакции будет
уравнением четвертой степени по концентрации каждого из субстратов. Общее
уравнение', описывающее зависимость начальной скорости от концентрации
одного из субстратов при фиксированных ненасыщающих концентрациях других,
имеет следующий вид:
а1* + а2*2 + "З*3 + "4** /о оооч
Ро+М+Р^+Р^+Р**4 ' { '
Если один из реагентов является несущественным модификатором, в числителе
уравнения для этого реагента появляется член ао.
В этих сложных случаях могут получиться также уравнения, в которых
показатели степени при концентрации разных субстратов различаются.
Например, механизму
ЕАВ * ^
Е^ЕА ЕАВС -> Продукты (8.389)
ЕАС
отвечают уравнения второй степени по b и с и первой степени по а. При
этом механизме в условиях насыщающей концентрации А степень уравнений
скорости реакции по концентрации любого из субстратов не изменится.
Однако в условиях насыщающих концентраций либо В, либо С система станет
практически упорядоченной и будет характеризоваться только уравнениями
первой степени.
В механизме переноса, представленном схемой
ЕВ # *
Е ЕАХВ^ЕАВХ
* // * .(8.390)
ЕАХ ЕВХ - Е ,
% &
ЕХ - ЕХВ
имеются две формы фермента, с которыми может связываться АХ и,
следовательно, в стационарном состоянии (по концентрации АХ) такой
механизм будет характеризоваться уравнением второй степени по
