Кинетика и термодинамика ферментативных реакций (стр. 5 )

Задача 2.5. Гликоген – это полисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Гликогенсинтаза – фермент, ответственный за наращивание молекулы гликогена по следующей реакции:

UDP-глюкоза + (глюкоза)n → (глюкоза)n + 1 + UDP

В табл. 2.5 приведены результаты двух опытов по каталитическому действию гликогенсинтазы, в которых менялась концентрация UDP-глюкозы, а концентрация полисахарида (акцептора) сохранялась постоянной. В одном опыте к реакционной смеси добавляли только полисахарид, а в другом – еще и ATP (2,5 ммоль/л). С помощью графического анализа определите вид ингибирования фермента ATP и рассчитайте кинетические константы.

Таблица 2.5

UDP-глюкоза, ммоль/л	Содержание (глюкоза)n+1 (начальная скорость), мкмоль/мин
Без АТР	С добавлением АТР
0,8	10,0	2,0
1,4	12,5	3,3
3,3	22,0	6,7
5,0	25,0	10,0

Задача 2.6. Исходя из данных табл. 2.6, определите тип ингибирования, Км и Vmax.

Таблица 2.6

[S], М	Скорость реакции, мкмоль л -1мин-1
Без ингибитора	С ингибитором
27 10-7	11,96	7,80
45 10-7	16,68	10,11
91 10-7	25,88	12,99
27 10-6	38,87	16,04
81 10-6	46,58	17,41

Задача 2.7. Декарбоксилирование глиоксилата митохондриями ингибируется малонатом. При кинетическом исследовании были получены следующие результаты (табл. 2.7). Определите тип ингибирования, Км, Vmax и величины Кi для двух концентраций малоната.

Таблица 2.7

Концентрация глиоксилата, мМ	Скорость выделения СО2 условные единицы)
в отсутствие малоната	[малонат], 1,26 мМ	[малонат], 1,96 мМ
1,00	2,50	2,17	1,82
0,75	2,44	1,82	1,39
0,60	2,08	1,41	1,28
0,50	1,89	1,30	1,00
0,40	1,67	1,09	-
0,33	1,39	-	-
0,25	1,02	-	0,56

Задача 2.8.. Глутаматдегидрогеназа катализирует следующую реакцию:

L-глутамат + NAD+ ↔ α-кетоглутарат + NADH +H+ + NH3

За ходом реакции можно следить по поглощению при 340 нм. При изучении влияния салицилата натрия на приведенную реакцию были получены следующие данные (табл. 2.8).

Таблица 2.8

Концентрация глутамата, мМ	Δ А340/мин
в отсутствие ингибитора	в присутствии 40 мМ салицилата
1,5	0,21	0,08
2,0	0,25	0,10
3,0	0,28	0,12
4,0	0,33	0,13
8,0	0,44	0,16
16,0	0,40	0,18

Определить графически тип ингибирования. Найти Vmax, КМ и Кi (константу диссоциации комплекса фермент-ингибитор).

Задача 2.9. Альфа-кетоглутарат является конкурентным ингибитором реакции окисления N-метил-L-глутамата, катализируемого N-метилглутаматдегидрогеназой. Определить константу диссоциации комплекса фермент-ингибитор, исходя из данных табл. 2.9. [E]o= 6*10-2 мг/мл.

Таблица 2.9

[α-кетоглутарат]·10-3 М	[S]*10-4 М	vo·10-6 M·мин-1
0	1,00	1,67
0,625	1,43
0,500	1,33
0,417	1,25
0,264	1,00
0,6	1,67	1,67
1,00	1,43
0,625	1,18
0,500	1,04
0,330	0,83
3,0	5,00	1,56
1,67	1,00
1,00	0,77
0,667	0,57
0,500	0,45

Задача 2.10. Анализировали кинетику фермента в присутствии ингибитора, добавленного в концентрации 10-4 М (табл. 2.10):

Таблица 2.10

[S] ,M	Скорость реакции, мкмоль/мин
без ингибитора	с ингибитором
0,3	10,4	2,1
0,5	14,5	2,9
1,0	22,5	4,5
3,0	33,8	6,8
9,0	40,5	8,1

а) Каковы значения КМ и VMAX в присутствии ингибитора? Cравните их с величинами, полученными в задаче 2-1.

б) Каков тип ингибирования?

в) Какова константа диссоциации этого ингибитора?

г) При [S] = 3 х 10-5 М какая доля молекул фермента связана с субстратом в присутствии 10-4 М ингибитора? В отсутствие его?

Задача 2.11. Анализировали кинетику фермента, рассмотренного в задаче 2.10, в присутствии другого ингибитора, добавленного в концентрации?????

Таблица 2.11

[S]10-5, М	Скорость реакции, мкмоль/мин
без ингибитора	с ингибитором
0,3	10,4
0,5	14,5
1,0	22,5
3,0	33,8
9,0	40,5

а) Каковы значения КМ и VMAX в присутствии ингибитора? Cравните их с величинами, полученными в задаче 2-1.

б) Каков тип ингибирования?

в) Какова константа диссоциации этого ингибитора?

г) При [S] = 3 х 10-5 М какая доля молекул фермента связана с субстратом в присутствии 10-4 М ингибитора? В отсутствие его?

Задача 2.12. Исходя из данных табл. 2.12, определить Km и Vmax в присутствии и отсутствии ингибитора. Каков характер ингибирования? Определить ингибиторную константу методом Диксона.

Таблица 2.12

[S], мМ	Скорость, мкмоль/мин
Концентрация ингибитора
0	1,5	3,0	4,5
0,20	0,32	0,17	0,12	0,09
0,73	1,10	0,60	0,35	0,35?
1,26	1,50	0,87	0,77	0,60
1,78	1,96	1,20	0,81	0,65
2,31	2,22	1,61	1,12	0,98
2,84	2,40	1,62	1,40	1,31
3,36	2,85	2,00	1,51	1,35
3,90	2,65	1,80	1,73	1,44
4,42	2,80	2,56	2,12	1,47
4,94	3,24	2,58	1,82	1,72

Задача 2.13. Реакция расщепления крахмала α-амилазой ингибируется продуктами гидролиза мальтозой и α-декстрином. Исходя из данных, приведенных в табл. 2.13, установите тип ингибирования и вычислите соответствующие значения КМ и VMAX.