Субстратное ингибирование

Для многих ферментативных реакций при увеличении концентрации субстрата начальная скорость ферментативной реакции проходит через максимум, а затем уменьшается. Подобного рода зависимость можно описать, исходя из предположения об образовании в процессе реакции непродуктивного тройного комплекса ЕS₂. В этом случае кинетическая схема ферментативной реакции выглядит следующим образом:

Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата после математической обработки этой схемы имеет вид:

(11)

Где К^′_s – субстратная константа, учитывающая сродство фермента ко второй молекуле субстрата. Анализ этого уравнения, как и уравнения Михаэлиса-Ментен, целесообразно проводить раздельно в области низких ([S] < К_s^´) и высоких ([S] ˃ К_m ) концентрациях субстрата.

При низких значениях концентрации субстрата уравнение упрощается до классического уравнения Михаэлиса-Ментен (рис. 2.3.16а), при линеаризации которого можно определить К_m, V_max, k_cat (k₊₂ ).

В области высоких концентраций субстрата уравнение принимает вид:

(12)

Линеаризация этого уравнения в координатах (1/v, [S]) позволяет определить V_max и К_s^´ (рис.2.3.16б).

а) б)

Рис. 2.3.16. Линеаризация уравнения (12) в координатах (1/v 1/[S]) –а) и (1/v ; [S]) – б)

Зная величины К_m и К_s^´, можно рассчитать оптимальную концентрацию субстрата по формуле:

(13)