2 .6 Сурет – Ферментативті реакция жылдамдығының (V)температураға тәуелділігі

Дегенмен, табиғатта термотұрақты ферменттер де бар. Мысалы, ыстық қайнар көздерде тіршілік ететін микроорганизмдерден бөлініп алынған Taq-полимераза, 95 °С температураға дейін жоғарылатқанда инактивацияға ұшы-рамайды. Бұл ферментті ғылыми-тәжірибелік медицинада полимеразды тіз-бекті реакция (ПТР) әдісі арқылы аурулардың молекулалық диагностикасын қоюда қолданады.

2.9.2. Орта рН-ның әсері

Көптеген ферменттер үшін ортаның оптималды рН 4-7 аралығында жатады. Бұл аралықта ферменттің субстратқа ынтықтығы жоғары болады және субстраттың өнім мен ферментке диссоцияциялануы да максималды болады. Ферменттер ИЭН-де максималды белсенділік көрсетеді.

Сілтілік фосфатаза

2.7.Сурет. Ферментативті реакцияның жылдамдығының ортаның рН на тәуелділігі.

2-1 кесте. Кейбір ферменттерге рН-тың оптимальды көрсеткіші

Фермент	Оптимальді көрсеткіші рН
Пепсин	1,5-2
Пируват-карбоксилаза	4,8
Каталаза	6,8-7
Фумараза	6,5
Уреаза	6,8-7,2
Кабоксипептидаза	7,5
Трипсин	6,5-7,5
Аргиназа	9,5-9,9

Фермент-субстрат комплексінің оптимальды түзілуін қамтамасыз ететін СОО^- мен NH₃⁺ (Н⁺, ОН^-)иондарының иондану дәрежесінің өзгеруі рН-тың ығысуына әкелетіндіктен, рН-тың фермент белсенділігіне әсері берілген белок пен субстраттың аминқышқылдық қалдықтарының функционалды топтарының иондануының өзгеруіне тәуелді. Әрбір фермент үшін өзінің оптималды рН болады (2.7 сурет). Қышқылдық ортада жұмыс істейтін ферменттер (асқазандағы пепсин немесе лизосомальды ферменттер) рН-тың қышқылды мәндерінде жұмыс істей алуын қамтамасыз ететін құрылысына ие болады. Фермент рН изоэлектрлік нүктеге (ИЭН) жақын шамасында едәуір белсенді болады. Фермент изоэлектрлік нүктеде ең төмен диссосаоциялану дәрежесіне ие болғандықтан, молекула заряды нөлге жуық, апофермент пен коферменттің байланысы неғұрлым берік болады. рН-тың оптималды мәнінен әжептәуір ауытқуында, белок молекуласы денатурацияға ұшырап, ферменттің белсенділігі толық жоғалуы мүмкін. Дегенмен, адам ағзасы ферменттерінің көпшілік бөлігі рН-тың физиологиялық мәніне сәйкес келетін, бейтарапқа жуық оптимальды рН-қа ие болады(2.1 кесте).

2

.7 –сурет. Ферментативті реакция жылдамдығының (V) орта рН-на тәуелділігі.

2-1-кесте. Кейбір ферменттердің оптимальды рН мәні

Фермент	ОптимальдырН мәні
Пепсин	1,5-2
Пируват-карбоксилаза	4,8
Каталаза	6,8-7
Фумараза	6,5
Уреаза	6,8-7,2
Карбоксипептидаза	7,5
Трипсин	6,5-7,5
Аргиназа	9,5-9,9

2.9.3. Субстрат пен ферменттің концентрацияларының әсері.

Реакция жылдамдығының фермент концентрациясына тәуелділігі тура пропорционал артады. Себебі ферменттің концентрациясы артқан сайын оның активті орталықтары да көбейеді. Ол концентрацияға да қатысты. Реакция жылдамдығының концентрацияға тәуелділігін сипаттау үшін Л.Михаэлис - М.Ментен теңдеуі енгізілген:

V ₌

мұнда,

V- берілген субстрат концентрациясы бойынша реакция жылдамдығы [S];

Vмах – максимальды реакция жылдамдығы;

Км - Михаэлиса-Ментен константасы, моль/л;

[S] – субстрат концентрациясы.

Субстраттың концентрациясы аз болғанда реакция жылдамдығы алғашқыда субстрат концентрациясына тура пропорционал артады: V = К мұндағы - субстраттың молярлы концентрациясы, К- жылдамдық константасы. Бұл бірінші ретті реакцияға сәйкес келеді. Бірақ әрбір ферментке тән қаныққан концентрациясы болады, себебі ферменттің активті орталықтары субстратпен толтырылады да субстрат концентрациясы жоғарылағанда ферменттің активті орталығы толық қаныққандықтан, реакция жылдамдығы белгілі бір деңгейде болып тұрақтанады ( жоғары деңгейде).Бұл жағдай жылдамдықтың максималды шамасына тең болады -V_max, ол ферменттің белсенділігінің ең жоғары мәнін және жоғары концентрацияда ең максималды өнімнің түзілуін көрсетеді. V_max-

Берілген ферменттің концентрациясында тұрақты шама. Субстраттың концентрациясына тәуелсіз реакцияның реті нөлдік дәрежелі болады. Михаэлис константасы - K_m фермент әсерінің белсенділігінің негізгі кинетикалық сипаттамасы. Михаэлис константасы K_m максималды жылдамдық мәнінің жартысына жеткендегі субстраттың концентрациясына тең болады. K_m берілген ферменттің берілген субстратқа ынтықтығын сипаттайды және тұрақты шама болып табылады. K_mның шамасы аз болған сайын ферменттің субстратқа ынтықтығы артады, реакцияның бастапқы жылдамдығы да артады, керіснше, K_m артқан сайын ферменттің субстратқа ынтықтығы төмендейді және реакцияның бастапқы жылдамдығы да төмендейді.

Михаэлис- Ментен теңдеунің кері көрінісі болып табылатын Лайнуивер- Бэрк теңдеуі негізінде K_m ді анықтауға болады:

1/ V= К_m/ V_max + 1/ V_max

мұндағы, К_m, V_max - анықтаудың берілген жағдайындағы тұрақты шамалар; V , - ауыспалы шамалар.

2.6 –сурет. Реакция жылдамдығының субстрат (S) концентрациясына тәуелділігі.