Cтраница 2
Задачей формальной кинетики ферментативных реакций является расчет скорости ферментативных реакций для различного момента времени и различных концентраций субстрата. Формальная кинетика ферментативных реакций основывается на теории Михаэлиса - Ментена ( 1913 г.), согласно которой ферментативная реакция протекает через образование промежуточного соединения. [16]
Иными словами, щелочная функция желатины с температурой не изменяется, кислая же функция усиливается. А это находится в противоречии с теми выводами, которые мы может сделать из постоянства рН для изоэлектрической точки при различных температурах. Это обстоятельство заставляет думать, что для столь сложных химических и коллоидно-химических систем, как желатина, вряд ли для рН изоэлектрической точки должна существовать такая простая зависимость, как это следует из теории Михаэлиса. [17]
Представление о фермент-субстратном комплексе было выдвинуто для объяснения зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. Если кинетика реакции, вытекающая из предполагаемого механизма, не соответствует экспериментально полученным результатам, нужно отвергнуть исходное предположение. Однако иногда ряд возможных механизмов реакции приводит к одному и тому же уравнению скорости и потому нельзя сделать выбор между этими механизмами. Например, кинетические данные, укладывающиеся в теорию Михаэлиса - Ментен, соответствуют представлению о фермент-субстратном комплексе, но возможны и другие механизмы реакции. Так, Медведев [24] предложил теорию ферментативного действия, согласно которой комплекс, образуемый ферментом и субстратом, каталитически не активен. [18]
Сравнительно устойчивые свободные радикалы типа АН, появляющиеся в качестве промежуточных продуктов в ходе ступенчатого окисления, Ми-хаэлис назвал семихинонами. Михаэлис провел подробные спектрофотомет-рические и потенциометрические исследования, которые могут считаться косвенными подтверждениями его гипотезы. Однако непосредственное обнаружение свободных радикалов в активных ферментативных системах, в клетках и тканях, в которых протекают процессы биоокисления, стало возможным только после разработки метода ЭПР. По существу, появление промежуточных продуктов с нечетным числом электронов в ходе биологического окисления однозначно следовало из принятых биохимиками представлений о механизме этих процессов. Согласно результатам многочисленных исследований, проведенных еще в 40 - х годах, главная последовательность реакций окисления субстратов в клетках осуществляется следующим образом. Субстрат АН2 на специфическом белковом ферменте дегидразе отщепляет два атома водорода, превращаясь в окисленную форму А. Например, янтарная кислота СООН - - СН2 - СН2 - СООН превращается при дегидрировании в фумаровую кислоту СООН-СН СН-СООН. Освобожденные атомы водорода1 используются для восстановления ряда коферментных групп и передаются по окислительно-восстановительной цепи реакций с постепенным понижением потенциала. Таким образом, первые этапы окисления субстрата связаны с отщеплением и переносом двух атомов водорода. С другой стороны, заключительные этапы биологического окисления, в которых принимают участие цитохромные ферменты, осуществляются путем одноэлектронного переноса между железо-порфириновыми комплексами - активными центрами цитохромов. Отсюда ясно, что в главной цепи реакций - биологического окисления должны быть звенья, в которых появляются свободные радикалы типа семихинонов. Как мы увидим далее, применение метода ЭПР к биологическому катализу не ограничивается прямым экспериментальным подтверждением теории Михаэлиса, не вызывавшей сомнений и без дополнительных подтверждений. [19]