Динамические модели в биологии

Реестр моделей

Базовые модели математической биофизики

Модели ферментативного катализа

Ферменты представляют собой высокоспециализированные белковые катализаторы, ускоряющие течение биохимических реакций в сотни тысяч, миллионы раз. Любое ферментативное превращение начинается со связывания молекул субстратов с активным центром фермента и завершается разрывом этих связей. Гипотеза об образовании лабильного субстрат-ферментного комплекса была впервые высказана в 1902 г. Брауном и Анри. Пытаясь дать количественное толкование явлению насыщения амилазных реакций субстратами Анри в 1904 г. допустил, что реакция образования фермент-субстратного комплекса находится в равновесии и вывел уравнение начальной скорости реакции

К этому же уравнению пришли в 1914 г. Михаэлис и Метен, а позднее в 1925 г. Бриггс и Холдейн, которые получили аналогичное выражение в предположении квазистационарности реакции образования фермент-субстратного комплекса. В 1943 г. Чанс экспериментально подтвердил образование такого комплекса спектрофотометрическим методом и проследил за изменением его концентрации в ходе реакции, катализируемой гемосодержащим ферментом пероксидазой. В 1930 г. Холдейн распространил теоретические представления о фермент-субстратном комплексе на случай двусубстратных и обратимых реакций и постулировал существование различных фермент-субстратных, фермент-продуктных и фермент-ингибиторных промежуточных комплексов. В настоящее время множество таких комплексов экспериментально изучено.

Учет наличия ингибиторов в системе, в частности в случае, когда в качестве ингибитора выступают молекулы субстрата, образующие как активные, так и неактивные комплексы с субстратом, приводит к более сложным нелинейным выражениям для скорости реакции:

Наличие такого типа нелинейности обусловливает важные свойства ферментативных систем:

Анализ кинетических особенностей различных схем ферментативных реакций с помощью представлений на фазовой плоскости и в параметрическом пространстве, детально представлен в [Иваницкий Г. Р., Кринский В. И., Сельков Е. Е. Математическая биофизика клетки].

 

Дополнительная информация:

 

В начало

© 2001-2017 Кафедра биофизики МГУ