Стандартизация ферментов: активность ферментов

Характерные особенности ферментов как биокатализаторов

4 особенности отличают ферменты от всех прочих катализаторов:

1.Ферменты исключительно эффективны как катализаторы. При оптимальных условиях большинство ферментативных реакций в миллиард – 100 миллиардов раз быстрее, чем те же реакции в отсутствие фермента. Число молекул субстрата превращаемых одной молекулой фермента в минуту варьирует обычно в пределах 100 – 1.000.000. Это число называют каталитической константой. Число оборотов фермента равно каталитической константе, если молекула фермента состоит только из одной полипептидной цепи и если каждая ферментная молекула реагирует в данный момент времени только с одной молекулой субстрата. В действительности молекулы многих ферментов состоят из нескольких субъединиц и содержат более одного каталитически независимого активного центра. В этом случае число оборотов рассчитывают как отношение каталитической константы к количеству активных центров Ккат -= каталитическая константа/число активных центров = Vmax/Eo.

2. Для большинства ферментативных реакций характерна высокая специфичность как в отношении природы катализируемой реакции (реакционная специфичность), так и в отношении структуры субстрата (субстратная специфичность). По соотношению реакционной и субстратной специфичности ферменты делятся на три группы.

Группа	Реакционная специфичность	Субстратная специфичность
А	высокая	высокая
Б	высокая	низкая
В	низкая	низкая

3. Круг реакций катализируемых ферментами необычайно широк. Это и реакции гидролиза и различные окислительно-восстановительные реакции, реакции переноса различных групп с молекулы на другую молекулу, реакции конденсации, изомеризации и др. На сегоднешний день известно более 2000 ферментов которые катализируют соответственно более 2000 различных реакций в клетках.

4. Активность самих ферментов в клетке строго регулируется. Скорость синтеза ферментов, а также концентрация их в клетке находятся под генетическим контролем и регулируются с помощью малых молекул. Эти малые молекулы часто являются продуктами реакций катализируемых теми же ферментами. Кроме того ферменты могут существовать как в активной так и в неактивной формах, причем скорость их взаимопревращений в каждом конкретном случае зависит от свойств окружающей среды. Синтез самих ферментов в организме также катализируется специальными ферментами.

Активность фермента характеризуется количественно по увеличению скорости реакции в стандартных условиях по сравнению с некаталитической. Скорость реакции определяют как изменение концентрации субстрата или продукта реакции за единицу времени. Размерность скорости реакции – моль/ л·с. Поскольку ферментативная активность не зависит от объема раствора, в котором протекает реакция (она пропорциональна концентрации фермента) ее выражают в специальных единицах. Используются следующие единицы активности ферментов:

Катал. 1 кат = количеству фермента, которое превращает 1 моль субстрата за 1 сек.

Международная единица ферментативой активности (Е) – количество фермента, превращающего 1 мкмоль субстрата в 1 мин.

1Е = 16,7 нкат.

Удельная активность выражается либо 1) количеством единиц (Е или кат, нкат) на 1 мг белка, либо 2) числом молей продукта образовавшегося за 1 минуту на 1 мг белка. Суммарная ферментативная активность определяется как произведение удельной активности на общее количество фермента.

Дата добавления: 2014-01-20