Как зависит скорость биохимической реакции от концентрации субстрата?физический смысл константы Михаэлиса

Основной физический смысл константы Михаэлиса - в определении скорости биохимической (ферментативной) реакции (сродство фермента к субстракту) .

Эта зависимость снижается при повышении кислотности среды и температуры. Оптимум рН для большинства ферментов находится между 5,0 и 9,0.

Скорость превращения субстрата с образованием продукта Р пропорциональна концентрации фермент-субстратного комплекса [ES]. При малых концентрациях субстрата в растворе имеется некоторое число свободных молекул фермента Е, не связанных в комплекс ES. Поэтому при увеличении концентрации субстрата концентрация комплексов растет, следовательно, растет и скорость образования продукта. При больших концентрациях субстрата все молекулы фермента связаны в комплекс ES (явление насыщения фермента) , поэтому дальнейшее повышение концентрации субстрата практически не увеличивает концентрацию комплексов и скорость образования продукта остается постоянной.

Таким образом, становится ясен физический смысл максимальной скорости ферментативной реакции. Vmax - это скорость, с которой реагирует фермент, полностью существующий в виде фермент-субстратного комплекса.
Константа Михаэлиса численно соответствует такой концентрации субстрата, при которой стационарная скорость равна половине максимальной.

Данная константа характеризует константу диссоциации фермент-субстратного комплекса:

Физический смысл константы Михаэлиса в том, что она характеризует сродство фермента к субстрату. Кт имеет малые значения, когда k1 > (k2+ k3), т. е. процесс образования комплекса ES преобладает над процессами диссоциации ES. Следовательно, чем меньше значения Кт, тем сродство фермента к субстрату больше. И, наоборот, если Кт имеет большое значение, то (k2 + k3) > k4 и процессы диссоциации ES преобладают. В этом случае сродство фермента к субстрату небольшое.