Задание № 68 Влияние температуры на скорость ферментативных реакций . Биологическая роль этого показателя и прикладное значение. (Решение → 4059)

Заказ №38757

Задание № 68 Влияние температуры на скорость ферментативных реакций . Биологическая роль этого показателя и прикладное значение.

Ответ: Предварительно рассмотрим понятие ферментативных реакций. Ферментативные реакции – реакции, протекающие под действием ферментов. Ферменты, или энзимы (от лат. fermentum, греч. ζύμη, ἔνζυμον — закваска) — обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам (например, АТФ-аза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу). Ферментативная активность может регулироваться активаторами и ингибиторами (активаторы — повышают, ингибиторы — понижают). Белковые ферменты синтезируются на рибосомах, а РНК — в ядре. [9] Ферменты, как и другие катализаторы, не изменяют состояния равновесия, а лишь ускоряют его достижение. Скорость ферментативных реакций, как и всяких других, зависит от температуры: при повышении температуры на каждые 10 °С скорость увеличивается примерно вдвое (правило Вант-Гоффа). Однако для ферментативных реакций это правило справедливо лишь в области низких температур — до 50-60 °С. Из рисунка 1 видно, что с повышением температуры до определенной величины скорость реакции увеличивается. Это можно объяснить тем, что с повышением температуры движение молекул ускоряется и у молекул реагирующих веществ оказывается больше возможности столкнуться друг с другом. Это увеличивает вероятность того, что реакция между ними произойдет. Температура, обеспечивающая наибольшую скорость реакции, называется о п т и м а л ь н о й температурой. Каждый фермент имеет свою оптимальную температуру. В общем для ферментов животного происхождения она лежит между 37 и 40°С, а растительного - между 40 и 50°С. Однако есть и исключения: a-амилаза из проросшего зерна имеет оптимальную температуру при 60°С, а каталаза - в пределах 0 - 10°С. При повышении температуры сверх оптимальной скорость ферментативной реакции снижается, хотя частота столкновений молекул увеличивается. Происходит это вследствие денатурации, т.е. потери ферментом нативного состояния. При температуре выше 80°С большинство ферментов полностью теряют свою каталитическую активность. Снижение скорости ферментативной реакции при температурах, превышающих оптимальную, зависит от денатурации фермента. Поэтому важным показателем, характеризующим отношение фермента к температуре, является его термолабильность, т.е. скорость инактивации самого фермента при повышении температуры.