Biokimyoviy jarayonlari kimyoviy boshqarilishi

Fermentativ reaktsiyalar kinetikasi. Fermentativ kinetika kimyoviy kinetikaning bir bo`limi tarzida fermentlar kataliz qiladigan reaktsiya tezligining reaktsiyaga kirishuvchi moddalar (substrat, ferment) tabiati va ularning ta’sir etish sharoiti (komponentlar kontsentratsiyasi, pH, harorat, muhit tarkibi, faollovchi va tormozlovchi moddalar ta’siri va boshqalarga bog`liq bo`lishi qonuniyatlarini o`rganadi.
Fermentativ reaktsiya vaqt birligida o`zgaradigan moddalar miqdori bilan o`lchanib, uning tezligi muhit sharoiti (harorat, pH, tabiiy va yot moddalarning ta’siri) ga bog`liq.
Ma’lumki, har qanday kimyoviy reaktsiya termodinamik konstantasi bilan xarakterlanadi. Konstanta sistemasi kimyoviy muvozanatga erishgan holatni ifodalaydi. Muvozanat konstantasi (K<sub>m</sub>) to`g`ri (k+1) va teskari reaktsiyalar konstantalari (k-1) nisbatidan aniqlanadi, ya’ni K<sub>m</sub> = k+1/k-1.
1) Substrat va fermentning o`zaro ta’siri fermentativ reaktsiya sxema tarzida quyidagicha ifodalanadi:
k+1 k+2 k+3
E + S ES EM E + M
k-1 k-2 k-3
bunda k – to`g`ri (+) va qaytar (-) reaktsiyalar doimiysi.
Briggs va Xoldeyn tenglamadan foydalanib, reaktsiya tezligini substrat kontsentratsiyasiga bog`liqligini matematik ifodasini keltirib chiqaradilar:
V = V<sub>max</sub> [S] / (K<sub>m</sub> + [S])
bunda V-kuzatiladigan reaktsiya tezligi; V<sub>max</sub> – reaktsiyaning eng yuqori tezligi; K<sub>m</sub> – Mixaelis konstantasi. Tenglama Mixaelis-Menten nomi bilan ataladi. V=1/2 V <sub>max</sub> bo`lganda Mixaelis K_m tenglamasi substrat kontsentratsiyasiga teng bo`ladi, ya’ni K<sub>m</sub>= [S]. Bundan kelib chiqadiki, Mixaelis konstantasi kontsentratsiya miqdoriga ega. Reaktsiya tezligi maksimal tezlikning yarmiga teng bo`lganda K_m substrat kontsentrasiyasiga teng bo`ladi va litr molda ifodalanadi. k-1<m fermentativ reaktsiya tezligi konstantasini ifodalaydi. K<sub>m</sub> qancha yuqori bo`lsa, shu ferment bilan substratning katalitik o`zgarish tezligi shuncha past bo`ladi.
Substratning fermentga mos kelishi K_s-belgisi bilan ifodalanadigan substrat konstantasi bo`yicha belgilanadi. U ES kompleksning dissotsiyalanish konstantasi hisoblanadi. Substrat qancha mustahkam bog`langan bo`lsa, ES shunchalik sekinlik bilan E va S ga parchalanadi, demak, bunday substrat fermentning faol markaziga yuqori darajada va aksincha bo`lishi mumkin.
Reaktsiya tezligining substrat kontsentratsiyasiga bog`liqligi giperbola grafikli ko`rinishida Mixaelis egri chizig`i deyiladi. Egri chiziq substrat kontsentratsiyasini oshishi ferment molekulalari faol markazlarini to`yinganligini ko`rsatadi. Bu grafik ferment-substrat kompleksini hosil bo`lishini maksimumiga mos keladi va reaktsiyaning maksimal tezligi - V_max∙ K_m oson topiladi.
Organizm hujayrasidagi istalgan fermentning ishlash sharoitini baholash uchun undagi mavjud bo`lgan substrat kontsentratsiyasini bilish kerak. Fiziologik sharoitda fermentlar deyarli hech qachon to`la ishlamaydi, substrat kontsentratsiyalari to`yinish darajasidan ancha kam bo`ladi. Faqatgina gidrolazalar uchun zarur bo`lgan substrat – suv hujayrada to`yinadi miqdorda bo`lishi mumkin.