2.3. Количественная характеристика (параметры) ферментативных реакций

О количестве ферментов косвенно судят по производимому ими действию - по их активности, т.е. по их влиянию на скорость химических реакций.

Е

S Р

Критерии оценки скорости химических реакций:

а) убыль исходного субстрата в единицу времени

V=  S/t

б) нарастание конечного продукта в единицу времени

V=P/t

Определение активности производят в строго контролируемых стандартных условиях, т.е. при одинаковой температуре, рН среды и молярном избытке субстрата. Измерение количества субстрата или продукта производят различными методами.

Результаты исследования активности ферментов принято выражать количеством преобразованного субстрата (или образовавшегося продукта) за время инкубации смеси в пересчете на 1 литр биологической жидкости (сыворотки, плазмы крови, мочи, спинномозговой жидкости).

Показателем активности ферментов является международная единица (1 МЕ = 1 мкмоль/л.мин. Под ней понимают то количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкМ субстрата в 1 мин при оптимальных условиях.

Согласно последнему международному соглашению активность ферментов выражают в каталах на 1 литр биологической жидкости. 1 кат/л = 1 моль/с./л. Для выражения активности ферментов обычно используют нано- и пикокаталы. Один катал равен 6 10⁷ МЕ.

2.4. Общие черты ферментативного и неферментативного катализа и особенности ферментативного катализа

Общие черты ферментативного и неферментативного катализа:

а) ускорение лишь термодинамически возможных реакции; т.е. они не могут возбудить реакций, противоречащих законам термодинамики, ускоряют только те реакции, которые могут протекать и без них.

б) ускорение достижения термодинамического равновесия химических реакций без изменения направления реакций и точки равновесия;

в) увеличение скорости химической реакции вследствие снижения энергии активации за счет снижения энергии переходного состояния (энергетического барьера) без изменения свободной энергии исходных веществ и продуктов реакции;

г) действие в ничтожно малых количествах;

д) катализаторы и ферменты не входят в состав конечных продуктов реакции и выходят из реакции в неизменном виде, они не расходуются в процессе катализа.

Особенности ферментативного катализа (определяются белковой природой ферментов):

а) по химическому строению молекулы ферментов являются белками;

б) более высокая каталитическая активность, эффективность ферментов на несколько порядков выше, чем небиологических катализаторов;

б) более высокая степень субстратной специфичности и специфичности действия;

в) мягкие условия катализа  относительно низкий температурный оптимум (36-40⁰С), оптимум рН, близкий к нейтральному, низкое давление (1 атмосфера);

г) регулируемость ферментов. Через регуляцию ферментативного аппарата осуществляется скоординированность всех метаболических процессов во времени и пространстве

д) отсутствие побочных продуктов.