WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

«Е. И. Степановских Особенности кинетики PGH-синтазной реакции Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой физической и коллоидной химии Научный редактор: доц., ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Е. И. Степановских

Особенности кинетики PGH-синтазной реакции

Учебное электронное текстовое издание

Подготовлено кафедрой физической и коллоидной химии

Научный редактор: доц., канд. хим. наук Л.А. Брусницына

Методические указания для курсовой работы по физической химии для студентов химико-технологического факультета.

Предназначены для пояснения хода выполнения курсовой работы «Особенности кинетики PGH-синтазной реакции». Содержат необходимые теоретические сведения по изучаемому вопросу, рекомендации по структуре, содержанию и оформлению курсовой работы. Приведен текст задания на курсовую работу и подробный алгоритм его выполнения.

© УрФУ, Екатеринбург

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. КРАТКАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Кинетика ферментативной реакции с одним субстратом

1.2. Предстационарная кинетика ферментативных реакций

1.3. Ингибирование ферментативных реакций

1.4. Особенности кинетики PGH-синтазной реакции

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ

ЧАСТИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

2.1. Структура расчетной части курсовой работы

2.2. Примерное содержание отдельных разделов

2.3. Рекомендации по стилю написания и оформлению работы

3. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

4. АЛГОРИТМ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ОБРАЗЕЦ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПО

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ В EXCEL

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа на данную тему продолжает серию работ, выполненных на кафедре физической и коллоидной химии, посвященных кинетическим закономерностям ферментативных реакций.

Методические указания состоят из краткой теоретической части, рекомендаций по содержанию и оформлению отдельных разделов курсовой работы, алгоритма выполнения заданий и приложения к курсовой работе.

1. КРАТКАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Кинетика ферментативной реакции с одним субстратом Кинетика простой ферментативной реакции с одним субстратом подробно рассмотрена в литературе [16], в том числе и в изданных ранее методических указаниях к курсовой работе по физической химии [2]. Поэтому в данных методических указаниях очень коротко остановимся на некоторых особенностях кинетики ферментативной реакции с одним субстратом.

Уравнение Михаэлиса – одно из фундаментальных уравнений ферментативной кинетики. Оно феноменологически описывает практически все ферментативные реакции, а наблюдаемые отклонения связаны, как правило, с усложнением простейшей схемы. Уравнение Михаэлиса отражает фундаментальную особенность ферментативных реакций – участие в процессах лабильных промежуточных соединений субстрата и активного центра фермента. Все кинетические схемы, включающие стадии образования и расходования промежуточных соединений, приводят к зависимостям скорости от концентрации субстрата типа уравнения Михаэлиса.

Л. Михаэлис предложил для количественного описания кинетики ферментативной реакции механизм, состоящий из двух стадий (первая обратимая и быстрая, вторая необратимая и медленная):

k k ES E + P, E+S (1) k где E фермент; S субстрат; ES промежуточное соединение (интермедиат);

P продукт; k1, k 1 константы скорости прямой и обратной реакций на первой стадии; k 2 константа скорости необратимой медленной стадии.

Уравнение Михаэлиса:

kc c w o = 2 Eo So. (2) cSo + K М k 1 + k Величина K M = называется константой Михаэлиса.

k Это же уравнение можно записать следующим образом:

w max cSo w max wo = =, (3) где KM и w max – кинетические параметры уравнения МихаэлисаМентен.

Причем максимальная (предельная) скорость равна Величину k 2 называют также чисwo лом оборотов фермента, так как она указывает на число молей субстрата, превращенных в продукт одним молем фермента в единицу времени.

Для определения параметров K М и w max используют несколько способов лиcSo саМентен, которые позволяют выразить экспериментальные данные в удобной для анализа линейной графической форме. Однако в рамках этой работы будет рассмотрен наиболее часто используемый способ, носящий название способа ЛайнуивераБерка (или способ двойных обратных координат). После записи уравнения (3) в виде обратных величин получается соотношение:

которое удобно использовать для построения линейного графика в координатах (, ). Примерная зависимость, получаемая в подобных координатах, приw o c So ведена на рис. 1.

Очевидно, что отрезок, отсекаемый на оси ординат при нулевом значении обратной начальной концентрации субстрата, соответствует обратной величине максимальной скорости реакции.

Угловой коэффициент линии зависимости обратной начальной скорости от обратной начальной концентрации субстрата будет равен отношению конKM станты Михаэлиса к максимальной скорости tg =.

численно равна отрезку, отсекаемому продолжением линии зависимости обратной начальной скорости реакции от обратной начальной 1.2. Предстационарная кинетика ферментативных реакций Квазистационарное приближение всегда уменьшает число параметров, которые можно определить из эксперимента. Так, у нас есть три константы скорости k1, k1 и k2. Из значения wmax можно найти k2. Но из величины KM нельзя порознь найти k1 и k1. Однако исследование кинетики ферментативных реакций не только в стационарном, но и в предстационарном состоянии позволяет найти все константы.



Cкорость накопления продукта в предстационарном периоде изменяется, как показано на рис. 2. У этой зависимости есть два участка: нелинейный при малом времени и линейный, когда реакция уже вышла на стационарный режим.

По этому линейному участку можно определить скорость процесса До того времени, пока нельзя применить квазистационарное приближение, т. е. в предстационарный период кинетики, скорость накопления ферментсубстратного комплекса определяется уравнением но согласно уравнению материального баланса c E,o = c E + c ES, тогда уравнение (6) преобразуется к виду Если концентрация фермента много меньше, чем концентрация субстрата, то концентрацию последнего можно считать постоянной. Это позволит проинтегрировать уравнение (7) после разделения переменных и получить следующее выражение Скорость образования продукта выражается уравнением:

или с учетом (8):

Если проинтегрировать выражение (9), получим зависимость концентрации продукта реакции от времени, т. е. уравнение кинетической кривой Очевидно, что при больших значениях времени экспонента стремится к нулю и концентрация продукта от времени будет меняться линейно. Из последнего уравнения следует, что точка пересечения продолжения прямолинейной зависимости оси времени ( с P = 0 ) определяется выражением:

Это время называется характеристическим временем.

С использованием этого понятия запишем выражение (8), причем выражение перед скобкой преобразуем следующим образом:

Если время реакции и начальная концентрация субстрата много больше начальной концентрации фермента, т. е. постоянна, то уравнение (11) переходит в уравнение для квазистационарной концентрации ферментсубстратного комплекса, т. е. в уравнение вида Удобно для дальнейшего анализа произвести следующие действия: умножить обе части (11) на k 2. Тогда получим:

Величина wo в уравнении (13) есть начальная скорость ферментативной реакции в квазистационарном состоянии. Поскольку она постоянна, то интегрирование (13) приводит к:

Когда реакция выходит на квазистационарный режим, концентрация продукта линейно зависит от времени ( ).

Для нахождения констант скоростей отдельных стадий необходимо провести серию экспериментов, в которых предстационарная кинетика изучается в реакциях с различными начальными концентрациями субстрата. По каждой кинетической кривой определяется графически характеристическое время (экстраполяцией линейного участка кинетической кривой до пересечения с осью времени).

В результате получаем данные о значениях характеристического времени при разных значениях начальной концентрации субстрата.

Если преобразовать уравнение (10) к следующему виду:

то видно, что наклон прямой в координатах 1 / cSo (рис. 3) будет равен k1, а 1.3. Ингибирование ферментативных реакций Вещества, присутствие которых в системе понижает активность фермента, т. е. уменьшает скорость реакции, называются ингибиторами.

Если для ферментативного катализа необходимы предварительная адсорбция субстрата и его строгая ориентация относительно активных групп каталитического центра, то для ингибирования достаточно не только взаимодействия со всем адсорбционным участком, но и простого связывания ингибитора с отдельными участками адсорбционного центра.

Соединения проявляют свойства ингибиторов либо благодаря возможности образовывать с каталитическим центром прочные комплексы (сероводород, цианиды), либо из-за воздействия на карбонильную группу фермента, либо благодаря своей способности денатурировать белки (например, соли серебра, меди, ртути).

Эффект ингибирования может иметь место по разным причинам. Среди возможных типов обратимого ингибирования остановимся на трех.

1. Ингибитор I конкурирует с субстратом за активный центр, так как по строению близок к нему и является псевдосубстратом, образуя с ферментом неактивный комплекс (EI). Если при увеличении концентраций субстрата в растворе активность фермента восстанавливается, такое ингибирование называется конкурентным.

2. Ингибитор не конкурирует с субстратом за активный центр, так как присоединяется к другой части молекулы белка с образованием неактивных комплексов (EI и ESI), что приводит к снижению активности фермента, но не изменяет его сродство к субстрату. Если достигается обратимость ингибирования, т. е. восстановление активности фермента под действием отличных от субстрата веществ, такое ингибирование называется неконкурентным.

3. Если при ингибировании по типу 2 образуется только один неактивный комплекс ESI (фермент субстрат ингибитор), имеет место бесконкурентное ингибирование.

В работах [1, 2] подробно рассмотрены выводы кинетических уравнений для реакций с разными типами ингибирования. Далее кратко приведены схемы реакции, осложненной ингибированием, кинетические уравнения и графические образы (рис. 46) зависимостей скоростей реакций от концентрации субстрата в двойных обратных координатах для случая протекания реакции без (кривые 1) и с ингибитором (кривые 2).

Схема реакции конкурентного ингибирования Величина, определяемая как называется константой ингибирования ( K I ), или константой диссоциации комплекса EI.

Выражение для начальной скорости реакции, ускоряемой ферментом в присутствии конкурентного ингибитора:

где K M,эф эффективная константа, зависящая от с I,o и K I.

Начальная скорость реакции в присутствии конкурентного ингибитора всегда меньше скорости реакции в его отсутствие.

Предельные значения скорости в обоих случаях для больших концентраций субстрата одинаковы и равны wmax = k 2 c E,o.

вычисления константы ингибирования:

осложненной конкурентным ингибированием.

Механизм процесса при ферментативной реакции, осложненной неконкурентным ингибированием, может быть представлен следующей схемой:

Здесь имеются две константы диссоциации комплексов:



Pages:     || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова Факультет почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения Дьяков В.П. ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОСНОВЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ Методические указания Пермь ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА 2013 Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине Основы...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки студентов направления бакалавриата 280200 Защита...»

«НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК КАФЕДРА ОБЩЕЙ ХИМИИ ПРАКТИКУМ ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ЧАСТЬ II ХИМИЯ НЕПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Методическое пособие (издание второе, исправленное и дополненное) Новосибирск 2014 Настоящее методическое пособие предназначено для студентов первого курса ФЕН НГУ специальности Химия и является продолжением практикума по неорганической химии: Часть I: Физико-химические основы неорганической химии. Оно...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Директор ИГНД А.К. Мазуров 2009 г. Е.Г. Язиков, С.В. Азарова, Л.В. Жорняк Геоэкологический мониторинг Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу Геоэкологический мониторинг для студентов, обучающихся по специальности 020804 Геоэкология Издательство Томского политехнического университета УДК 55:502.4 (076.5) ББК...»

«Утверждены Постоянным комитетом по контролю наркотиков 15 июня 2005 года (протокол N 3/99-2005) ЭКСПЕРТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОДОВЫХ ТЕЛ ГРИБОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПСИЛОЦИН И ПСИЛОЦИБИН МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Утверждены Постоянным комитетом по контролю наркотиков (протокол N 3/99-2005 от 15 июня 2005 г.). Одобрены и рекомендованы к публикации методическим советом ЭКЦ МВД России. В настоящее время широкое распространение в незаконном обороте наркотиков в России получили плодовые тела грибов, содержащие...»

«ВИРТУАЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ На базе учебно-методического программного комплекса nanoModel 2.0 Многомасштабное моделирование в нанотехнологиях Комплекс разработан при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям в рамках федеральной целевой программы Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы (ГК № 02.523.11.3014). nanoModel 2.0 Учебно-методический программный комплекс Многомасштабное моделирование в...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Технологический институт – филиал ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА Кафедра естественнонаучных дисциплин МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЕ ХИМИЯ ПИЩИ для студентов специальности 260303. 65 Технология молока и молочных продуктов всех форм обучения Димитровград 2010 УДК 664.34 ББК 27.072 К-41 Починова Т.В. Методическое указания по изучению дисциплины Химия пищи, для студентов специальности 260303.65 Технология молока и молочных продуктов /...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная текстильная академия (ИГТА) Кафедра химии КРАШЕНИЕ НАТУРАЛЬНОЙ КОЖИ И МЕХА Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов заочного факультета специальностей 260901, 260902 Иваново 2008 Методические указания разработаны для студентов, изучающих дисциплину Химическая технология текстильных материалов. В них рассмотрены вопросы...»

«Книжная летопись. Издано в Архангельской области в 2009 году. Обязательные экземпляры документов Архангельской области, поступившие в фонд библиотеки в 3 квартале 2009 года. Содержание: ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ ТЕХНИКА СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЕ. МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ. ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. СОЦИОЛОГИЯ. СТАТИСТИКА Общественные науки. Социология. Статистические сборники ИСТОРИЧЕСКИЕ НАУКИ ЭКОНОМИКА ПОЛИТИЧЕСКИЕ НАУКИ. ЮРИДИЧЕСКИЕ НАУКИ. ГОСУДАРСТВО И ПРАВО Политические...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования Тихоокеанский государственный университет ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Методические указания к самостоятельной работе по общей химии для студентов I курса всех специальностей, изучающих химию Хабаровск Издательство ТОГУ 2007 УДК 541.13 (07) Электрохимические процессы : методические указания к самостоятельной работе по общей химии для студентов I курса всех специальностей,...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.