Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980
Ферменты: белковые катализаторы клеток
Основы ферментативной кинетики
Обратимые ферментативные реакции
Для многих ферментативных реакций положение равновесия сильносдвинуто в какую-либо сторону, однако имеются реакции, которые легко протекают в обоих направлениях. Поскольку катализатор ускоряет протекание как прямой, так и обратной реакций, необходимо учитывать, действие фермента и на обратную реакцию. Обозначим максимальную скорость прямой реакции через Vf, а обратной — через Vr. Соответственно константу Михаэлиса для прямой реакции обозначим через KMS, а для обратной — через KMP.
Как и для любой химической реакции, константы скорости прямой и обратной реакций и константа равновесия обратимого ферментативного процесса связаны определенным соотношением. Его очень просто вывести, если учесть, что в равновесии скорости прямой и обратной реакций равны (vf = vr). Для ферментативной системы, состоящей из одного субстрата и одного продукта, справедливо соотношение Холдейна1)
Поскольку это соотношение накладывает ограничения на значения максимальных скоростей и констант Михаэлиса для прямой и обратной реакций, оно может оказаться весьма полезным при обсуждении вопросов регуляции метаболизма. Рассмотрим случай, когда максимальная скорость прямой реакции (Vf) высока, а константа KMS довольно низка (сильное связывание субстрата). Если реакция легко обратима (Kеq ≈ 1) и максимальные скорости прямой и обратной реакций примерно одинаковы, то из соотношения (6-33) будет следовать, что продукт Р также довольно прочно связывается ферментом. Если же Vr ≪ Vf, то константа КMP должна быть много меньше KMS. В этой ситуации продукт Р будет оставаться прочно связанным с ферментом и, поскольку Vr низка, препятствовать проявленню его каталитического действия. Подобное ингибирование продуктом может иногда привести к блокированию целого метаболического пути, и последовательность ферментов сможет функционировать в прямом направлении лишь в том случае, если продукт будет быстро удаляться за счет следующей реакции, катализируемой вторым ферментом. Таким образом, первый фермент действует как своего рода клапан, который останавливает поток в метаболическом пути, когда концентрация продукта, образующегося под действием этого фермента, возрастает.
1) Это соотношение названо именем английского энзимолога — кинетика Холдейка, который в своей книге «Ферменты» [31].
его с молекулой В. Число различных вариантов здесь огромно [1—б].