2015-05-12
661
С повышением температуры, в пределах некоторого весьма ограниченного интервала температур, скорость реакций, катализируемых ферментами, увеличивается. Коэффициент, показывающий, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10°, называется температурным коэффициентом Вант-Гоффа и обозначается Q10. Для большинства химических реакций, а также многочисленных биохимических реакций повышение температуры на 10° приводит к увеличению скорости процесса в 2-3 раза (т.е. коэффициент Q10 равен 2-3) и, аналогично, при понижении температуры на 10° скорость уменьшается в 2-3 раза. Многие физиологические процессы (например, скорость сокращения изолированной сердечной мышцы) также подчиняются этому правилу. Типичная зависимость скорости ферментативной реакции от температуры представлена на рис. 5.6.
Как можно видеть из графика, при некой оптимальной температуре скорость реакции максимальна. Рост скорости реакции по мере приближения температуры к оптимальному значению объясняется увеличением кинетической энергии реагирующих молекул, т.е. увеличением частоты сталкивания молекул фермента и субстрата. При дальнейшем росте температуры кинетическая энергия молекул самих ферментов оказывается достаточной для разрыва внутримолекулярных связей, поддерживающих вторичную и третичную структуры фермента в необходимом нативном, каталитически активном состоянии, другими словами происходит тепловая денатурация ферментов. Вторичные и третичные структуры ферментов разрушаются, что сопровождается потерей их каталитической активности.
 |
Рис. 5.6 Влияние температуры на скорость гипотетической ферментативной реакции.
Для большинства ферментов оптимальной температурой является та температура, при которой в норме функционируют клетки. Для ферментов некоторых микроорганизмов, адаптировавшихся к обитанию в естественных горячих источниках, оптимальная температура может быть близка к точке кипения воды.
