Учебник для ВУЗОВ

БИОХИМИЯ

В. Зависимость скорости ферментативной реакции от ph среды

Активность ферментов зависит от pH раствора, в котором протекает ферментативная реакция. Для каждого фермента существует значение pH, при котором наблюдается его максимальная активность. Отклонение от оптимального значения pH приводит к понижению ферментативной активности.

Влияние pH на активность ферментов связано с ионизацией функциональных групп аминокислотных остатков данного белка, обеспечивающих оптимальную конформацию активного центра фермента. При изменении pH от оптимальных значений происходит изменение ионизации функциональных групп молекулы белка. Например, при закислении среды происходит протонирование свободных аминогрупп (NH³⁺), а при защелачивании происходит отщепление протона от карбоксильных групп (СОО^—). Это приводит к изменению конформации молекулы фермента и конформации активного центра; следовательно, нарушается присоединение субстрата, кофакторов и коферментов к активному центру. Кроме того, pH среды может влиять на степень ионизации или пространственную организацию субстрата, что также влияет на сродство субстрата к активному центру. При значительном отклонении от оптимального значения pH может происходить денатурация белковой молекулы с полной потерей ферментативной активности.

Оптимум значения pH у разных ферментов различный (рис. 2-18).

Рис. 2-18. Зависимость скорости ферментативной реакции (V) от pH среды

Ферменты, работающие в кислых условиях среды (например, пепсин в желудке или лизосомальные ферменты), эволюци-онно приобретают конформацию, обеспечивающую работу фермента при кислых значениях pH. Однако большая часть ферментов организма человека имеет оптимум pH, близкий к нейтральному, совпадающий с физиологическим значением pH (табл. 2-1).

Таблица 2-1. Оптимальные значения pH для некоторых ферментов