Fermentinės katalizės kinetikos tyrimas (laboratorinis darbas)

Darbo tikslas.
Ištirti H2O2 skilimo reakcijos, katalizuojamos gyvose ląstelėse esančiu fermentu katalaze, greitį.
Nustatyti maksimalų šios reakcijos greitį vmax bei Michaelis-Menten konstantos KM reikšmę.
Teoriniai pagrindai.
aktyvacijos energiją. Todėl katalizatorius padidina tiek tiesioginės tiek ir atvirkštinės reakcijų
greičius, nedarydamas jokios įtakos cheminei pusiausvyrai.
Katalizės rūšys:
1. Homogeninė katalizė, kuomet ir reaguojanti medžiaga (ar medžiagos) ir katalizatorius sudaro
vieną fazę. Pavyzdžiui reakcija vyksta vandeniniame tirpale, kuriame reagentai ir
katalizatorius yra jonai;
2. Heterogeninės katalizės atveju cheminė reakcija vyksta fazių sąlyčio riboje. Pavyzdžiui
tokios reakcijos vyksta, kuomet katalizatorius yra kieta medžiaga, o reagentai yra dujos.
Cheminės kinetikos požiūriu homogeninėje katalizėje katalizatorius yra vienas iš reagentų
bei vienas iš produktų vienu metu. Reakcijos lygtyje katalizatorius gali būti ir nerašomas, tačiau
kinetinėse reakcijos greičio lygtyse, katalizatoriaus koncentracija gali būti įtraukta.
Vienas iš homogeninės katalizės atvejų – fermentinė katalizė. Fermentai – baltyminės
prigimties biologiniai katalizatoriai, susidarantys visose gyvose ląstelėse. Viena iš fermentų
savybių, kuria jie skiriasi nuo neorganinių katalizatorių -priklausomybė nuo įvairių faktorių,
tokių kaip tirpalo pH, temperatūros, įvairių medžiagų koncentracijos. Kita labai svarbi fermentų
ypatybė – jų specifiškumas, t.y. galimas poveikis tik tam tikriems cheminiams ryšiams (ar
junginiams).
Fermentas katalazė priskiriamas taip
vadinamų oksidoredukazių fermentų
klasei. Gyvuose organizmuose katalazė
katalizuoja vandenilio peroksido skilimą:
2H2O2(aq)  katalazė 2H2O(sk) + O2(d)
Tuo būdu katalazė vaidina svarbų
vaidmenį, skaidydama gyvoms ląstelėms
nuodingą vandenilio peroksidą.
Fermentinės katalizės reakciją galima
aprašyti tokiu mechanizmu:
1 pav.: Fermento katalazė kompiuterinis modelis
F + S 

1
1
k
k
FS  2k
F + P (1)
S – reaguojanti medžiaga arba substratas (šiame eksperimente H2O2); F – fermentas (šiame
eksperimente katalazė) , P – produktas (šiame eksperimente O2 ir H2O) , FS – aktyvus
2
kompleksas, kurį galime įsivaizduoti kaip tarpinį junginį tarp fermento ir substrato, egzistuojantį
begalo trumpą laiką. Tuomet bendrą reakcijos greitį (produkto susidarymo greitį) galima aprašyti
sekančia lygtimi:
[FS]
[P]
22 kvv
t



(2)
Norint eliminuoti iš pastarosios greičio lygties aktyvaus komplekso koncentraciją [FS], šią lygtį
reikėtų pertvarkyti. Tuo tikslu užrašomos aktyvaus komplekso susidarymo bei susieikvojimo
greičio lygtys:
v([FS] susidarymo) = v1 = k1[F][S] (3)
v([FS] susieikvojimo) = v-1 + v2 = (k-1+ k2)[FS] (4)
Kadangi aktyvų kompleksą įsivaizduojame kaip begalo trumpą laiką...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!