Биологик жараёнлар кинетикаси кимёвий кинетика асослари Ферментатив реакциялар кинетикаси

Оддий ферментатив реакцияда битта субстрат ва битта маҳсулот бўлган ҳолатда бу жараённи умумий кўринишда қуйидагича ифодалаш мумкин:

Бу ерда: S-субстрат; E-фермент; k1, k-1 – субстрат-фермент комплекси ҳосил бўлишида тўғри ва тескари реакция константалари. Кейинги босқичда эса, фермент-субстрат комплекси реакция маҳсулоти ва эркин ферментни ҳосил қилади.

Бу ерда, Р- реакция маҳсулоти; k2- реакция маҳсулотининг ҳосил бўлиш тезлиги константаси.

Фермент-субстрат комплексининг парчаланиши:

Δ[S]/Δt = - k1[S][E ] + k–1[ES]

Δ[E]/Δt = - k1[S][ E] + k–1[ES] + k2[ES]

Δ[ES]/Δt = k1[S][E] - k–1[ES] - k2[ES] Δ[P]/Δt = k2[ES]

• Ферментатив реакциялар кинетикаси

• БИОЛОГИК ЖАРАЁНЛАР КИНЕТИКАСИ

• Ферментатив реакциялар кинетикаси

• Умумий фермент миқдорининг ўзгармаслигини (сақланишини) қуйидаги тенглама ёрдамида ифодалаш мумкин:
• Δ/Δt ([E] + [ES]) = 0, ёки [E] + [ES] = [E0] = const.
• Ёпиқ тизимда субстрат ва маҳсулот массаси [S] + [ES] = const ҳолатда бўлади.
• Бунда: Δ[E]/Δt = - [ES]/Δt E = E0 – (ES) тенглама билан белгилаб олсак, тўртта тенглама ўрнида иккита дифференциал тенглама қўллаш мумкин.
• d[S]/dt = -k-1[S][E0 - (ES)] + k-1[ES],
• d[ES]/dt = k-1[S][E0 - (ES)] - k-1[ES] - k2[ES].
• Агар ўлчамсиз катталикларни киритсак:
• x = [ES]/[E0]; y=[S]/[S0]; τ=k2[E0]t/[S0]; k-1/k2=n.
• Фермент миқдорининг ўзгармаслигини (сақланишини) қуйидаги тенглама ёрдамида ифодалаш мумкин:
• Δ/Δt ([E] + [ES])=0, ёки
• [E]+[ES]=[E0] = const.
• Ёпиқ тизимда субстрат ва маҳсулот массаси [S] + [ES] = const ҳолатда бўлади. Бунда тенгламалар тизими қуйидаги кўринишга келади:
• Δ[E]/Δt = - [ES]/Δt

• БИОЛОГИК ЖАРАЁНЛАР КИНЕТИКАСИ

• Ферментатив реакциялар кинетикаси

• [S] ва [ES] ўзгарувчан қийматлар учун қуйидаги дифференциал тенглама қўллаш мумкин.
• d[S]/dt = -k-1[S][E0 - (ES)] + k-1[ES],
• d[ES]/dt = k-1[S][E0 - (ES)] - k-1[ES] - k2[ES].
• Агар ўлчамсиз катталикларни киритсак:
• x = [ES]/[E0]; y = [S]/[S0]; τ= k2[E0]t/[S0]; k-1/k2= n.
• Бунда иккинчи тенглама ўнг ва чап қисмларини k1[S0]/k2 = m қийматга бўлсак, унда қуйидаги тенглама ҳосил бўлади:
• Δy/Δτ = nx – my (1 - x);
• [E0]Δx/[S0] Δτ = my (1 –x ) - ( n +1)x;
• Тизимда фермент–субстрат комплекси [ES] концентрацияси етарлилиги вақт кесими бўйича хусусиятларини кўриб чиқадиган бўлсак, тенгламани квазистационар ҳолатда деб ҳисоблаб, тенглама иккинчи қисмини алгебраик кўринишда қуйидагича ифодалаш мумкин:
• my (1 – x1 ) – (n + 11 ) = 0
• Бу ерда: x1 = y / y + ( n +1 ) / m ёки x1 = y/y + (к-1 + к2)/[S0]к1
• Кm = (к-1 + к2 )/к1
• Бу қиймат ферментатив катализда муҳим ҳисобланиб, Михаэлис-Ментен константаси деб аталади.

• БИОЛОГИК ЖАРАЁНЛАР КИНЕТИКАСИ

• Ферментатив реакциялар кинетикаси

• t-1/(C-1 t-1 ) = [C]
• Агар ушбу қиймат юқори квазистационар тенгламалар фермент-субстрат [ES] концентрациясига нисбатан қўлланилса, унда қуйидаги тенглама хосил бўлади:
• [ES] = E0S/(Кm + S)1
• Ферментатив реакция тезлиги, яъни реакция маҳсулоти ҳосил бўлиши ёки субстрат миқдорининг камайиши тенгламанинг тўртинчи қисми асосида қуйидагича ифодаланади:
• v = - ΔS/Δt = ΔP/Δt = К2E0S/Кm + S = v0S/Кm + S
• Бу тенглама Михаэлис - Ментен тенгламаси деб аталади.

• Михаэлиса-Ментен тенгламаси

• Ферментатив реакция тезлигининг субстрат концентрациясига боғлиқлиги

• БИОЛОГИК ЖАРАЁНЛАР КИНЕТИКАСИ

• Ферментатив реакциялар кинетикаси

• Ферментатив реакция тезлигига муҳит рН -кўрсаткичи қийматининг таъсири

• Ферментатив реакцияда ЕS комплекси ҳосил бўлиш механизмининг схематик тасвири.