Кинетика и термодинамика ферментативных реакций (стр. 2 )

Таблица 1.8

[глюкоза], мМ	v, U/мг белка	[глюкоза], мМ	v, U/мг белка
1,00	13,3	20,25	85,0
2,00	24,0	27,00	92,0
3,60	38,0	32,40	97,0
5,40	48,0	36,45	98,0
10,80	67,0	38,25	98,5
14,85	76,0

Задача 1.9. При определении каталитической активности пептидазы из тонкого кишечника, гидролизующей дипептид глицилглицин:

Глицилглицин + Н2О → 2 глицин

были получены следующие экспериментальные данные (табл. 1.9) Определите графически величины КМ и VMAX.

Таблица 1.9

[S], мМ	1,5	2,0	3,0	4,0	8,0	16,0	24
Продукт, мг/мин	0,21	0,24	0,28	0,33	0,40	0,45	0,46

Задача 1.10. Определить кинетические свойства фермента, исходя из данных приведенных в таблице 1.10.

Таблица 1.10

[S] ,мкмоль л-1	v0 , мкмоль л-1мин-1	[S] ,мкмоль л-1	v0 , мкмоль л-1мин-1
0,020	0,19	0,20	0,83
0,025	0,22	0,50	1,17
0,04	0,32	1,00	1,41
0,10	0,59	2,00	1,63

Задача 1.11. Определить кинетические свойства фермента, исходя из данных приведенных в таблице 1.11.

Таблица 1.11

[S] ,мкмоль л-1	v0 , мкмоль л-1мин-1
0,5	50,0
1,0	75,0
2,0	100,0
3,0	112,5
10,0	136,4

Задача 1.12. Определить кинетические параметры (КМ, VMAX, k+2) гидролиза этилового эфира N-транс-циннамоил-L-тирозина, катализируемого α-химотрипсином, исходя из данных табл.1.12. Условия опыта: рН 7,8; 250С; [Е]0 = 3,1*10-9 М.

Таблица 1.12

[S]010-4, M	v0*10-7, М*сек-1
3,6	1,94
1,8	1,84
1,2	1,75
0,90	1,67
0,72	1,59

Задача 1.13. Определить кинетические свойства фермента, исходя из данных приведенных в таблице 1.13.

Таблица 1.13

[S], ммоль л-1	v0, ммоль л-1мин-1
1,25	1,72
1,67	2,04
2,50	2,63
5,00	3,33
10,00	1,12

Задача 1.14. Исходя из данных, приведенных в таблице 1.14, определите КМ и VMAX для ферментативной реакции.

Таблица 1.14

[S], М	v0, мкмоль/л мин	[S], М	v0, мкмоль/л мин
2,5 10-6	28	4,0 10-5	112
4,0 10-6	40	1,0 10-4	128
1,0 10-5	70	2,0 10-3	139
2,0 10-5	95	1,0 10-2	140

Задача 1.15. Фермент глутаматдегидрогеназа катализирует реакцию

L-глутамат + NAD+ → α-оксоглутарат + NADH + H+ + NH3

Кинетические данные (изменение начальной скорости от концентрации L-глутамата) приведены в табл. 1.15). Начальная концентрация NAD+ во всех опытах постоянна. Найдите КМ и VMAX этой реакции.

Таблица 1.15

[L-глутамат], ммоль/л	v0 (ΔА340 нмоль/мин)
1,68	0,172
3,33	0,250
5,00	0,286
6,67	0,303
10,00	0,334
20,00	0,384

Задача 1.16. В таблице 1.16 представлены данные, показывающие зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата.

Таблица 1.16

[S], М	Скорость реакции, мкмоль/мин
1*10-6 1*10-5 1*10-4 1*10-3	20 32 39 40

Используя данные таблицы:

а) нарисуйте график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата;

б) найдите значение V mах и Км.

Чему равны Vmax данной реакции и Kм каталазы?

Задача 1.17. Пенициллин гидролизуется и тем самым инактивируется пнициллиназой – ферментом, имеющимся у ряда резистентных бактерий. Молекулярная масса пенициллиназы из Staphylococcus aureus составляет 29,6 кДа. Измеряли количество пенициллина, гидролизуемого в 12 мл раствора в течение 1 мин в присутствии 10-9 г очищенной пенициллиназы как функцию концентрации пенициллина (табл. 1.17). Примем, что в ходе определения концентрация пенициллина практически не менялась.

Таблица 1.17

[Пенициллин], М	Количество гидролизовавшегося пенициллина, моль
0,1*10-5	0,11*10-9
0,3*10-5	0,25*10-9
0,5*10-5	0,34*10-9
1,0*10-5	0,45*10-9
3,0*10-5	0,58*10-9
5,0*10-5	0,61*10-9

А) Постройте по этим данным график в координатах 1/V против 1/[S]. Подчиняется ли пенициллиназа кинетике Михаэлиса-Ментен? Если да, то чему равна Км?

Б) Чему равна Vmax?

В) Каково число оборотов пенициллиназы в этих экспериментальных условиях? Примем, что на одну молекулу фермента приходится один активный центр.

Задача 1.18. При исследовании кинетики ферментативной реакции были получены следующие данные (табл. 1.18):

Таблица 1.18

[S]10-5, М	v, мкмоль/мин
0,3	10,4
0,5	14,5
1,0	22,5
3,0	33,8
9,0	40,5

Определить Км и Vmax методом Лайнуивера-Берка.

Задача 1.19. Найдите с помощью трех методов линеаризации величины Vmax, Km, k+2, исходя из данных табл. 1.19, приведенных в таблице. Концентрация фермента 1,0 10-9 М.

Таблица 1.19

[S], моль/л	v0, моль/(л мин)
1,0 10-4 2,0 10-4 4,0 10-4 6,0 10-4 1,0 10-3 1,5 10-3 2,0 10-3	6,70 10-6 1,10 10-5 1,70 10-5 2,00 10-5 2,40 10-5 2,65 10-5 2,80 10-5

Задача 1.20. Известно, что D-серингидратаза из Neurospora crassa использует в качестве кофермента пиридоксаль-5-фосфат. Фермент катализирует реакцию

СН2ОН-СНNH2-COOH → СН3-СО-СООН + NН3

При изучении кинетики данного процесса были получены следующие данные (табл. 1.20):

Таблица 1.20

Концентрация кофермента, 10-5 М	Скорость образования пирувата, мкмоль/20 мин	Концентрация кофермента, 10-5 М	Скорость образования пирувата, мкмоль/20 мин
0,2	0,150	1,70	0,340
0,4	0,200	2,00	0,350
0,85	0,275	8,00	0,360
1,25	0,315

Используйте эти данные для определения константы Михаэлиса сериндегидратазы по отношению к пиридоксальфосфату.