ja [ES] ajas ei muutu, d[ES]/dt = 0 Sellisel juhul k1[E][S] = k-1[ES] + k2[ES] ja KM[ES] = [E][S] kus KM = (k-1 + k2)/k1 Asendades jällegi [E] kogu ensüümi kontsentratsiooni kaudu saame V = k2[E]t[S]/(KM + [S]) Erinevused: Ks tõeline dissotsiatsioonikonstant KM näiline dissotsiatsioonikonstant Michaelis-Menteni võrrand V = k2[E]t[S]/(KM + [S]) Üldisemal kujul V = kcat[E]t[S]/(KM + [S]) Kui [E]t pole teada siis kombineeritakse kaks konstanti üheks Vmax = kcat[E]t kcat katalüütiline konstant Ja Vmax piirkiirus V = Vmax[S]/(KM + [S]) KM Michaelise konstant Konstantide kcat ja KM sisu avaldatuna üksikute kiiruskonstantide kaudu võib küll muutuda, kuid Michaelis-Menteni võrrand oma üldkujul jääb kehtima väga paljude erinevate reaktsioonimehhanismide korral Kiirus võrdub substraadi kontsentratsioon korda konstant jagatud
teise ainega. Sellise ensüümireaktsiooni järk sõltub aine kontsentratsioonist, ehk kui tegu on madala kontsentratsiooniga, on reaktsioon 1 järku, kui kõrge konts. siis 0 järku (e. reaktsiooni kiirus ei sõltu aine algkontsentatsioonist) See toimub eeldusel, et ES kompleks saavutab kiiresti tasakaalulise kontsentratsiooni, mis ei muutu ajas. E ensüüm S substraat P produkt Konstantide Km , Vmax , kcat sisuline tähendus. Selleks, et saaks üldse rääkida neist võrranditest ja kiirustest, peaks enne lahti mõtestama järgnevad mõisted: Km see on kineetiline aktiveerimiskonstant (ühik M), mida saab avaldada ES (ehk ensüüm+substraat) kompleksi moodustumise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu: See on ka substraadi konts. mille juures kiirus on pool maksimaalsest kiirusest. Km näitab peale
Tallinna Tehnikaülikool Materjaliteaduse instituut Füüsikalise keemia õppetool Üliõpilane: Teostatud: 22.02.2012. Õpperühm: YAGB42 Kontrollitud: Töö nr. 23FK Arvestatud: Sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste parameetrite määramine Töö eesmärk: · Ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide K m ja Vmax määramine Lineweaver- Burki koordinaatides ehitatud graaafiku abil (1/v sõltuvana 1/S ). · Ensüümi aktiivsuse määramine (1 sekundi jooksul ärareageerivate substraadi moolide arv 1 grammi ensüümi toimel 1 sekundi jooksul). Üldmõisted: On olemas esimest järku ja teist järku kineetilised võrrandid. 1) Esimest järku kineetiline võrrand: k ühik: 2) Teist järku kineetiline võrrand: k ühik:
Tallinna Tehnikaülikool Materjaliteaduse instituut Füüsikalise keemia õppetool Üliõpilane: Teostatud: 22.02.2012. Õpperühm: Kontrollitud: Töö nr. 23FK Arvestatud: FK23a Sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste parameetrite määramine Töö eesmärk ja üldmõisted: Eesmärgiks on ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine Lineweaver- Burki koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Samuti on võimalik määrata ensüümi aktiivsust (1 sekundi jooksul ärareageerivate substraadi moolide arv 1 grammi ensüümi toimel 1 sekundi jooksul ehk teiste sõnadega reaktsiooni kiirus ühikulise hulga ensüümi toimel). Üldmõisted: Erinevalt esimest järku kineetilisest võrrandist kirjeldub reaktsiooni kiirus
TTÜ Materjaliteaduse Instituut Füüsikalise keemia õppetool Kolloidkeemia laboratoorne töö 23a Sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste parameetrite määramine Eesmärgiks on ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine Lineweaver- Burki koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Samuti on võimalik määrata ensüümi aktiivsust (1 sekundi jooksul ärareageerivate substraadi moolide arv 1 grammi ensüümi toimel 1 sekundi jooksul ehk teiste sõnadega reaktsiooni kiirus ühikulise hulga ensüümi toimel). Töö ettevalmistamine: Reagentideks on: substraadiks suhkrulahus ja ensüümiks invertaasi lahus. Ensüümi lahus
TTÜ Materjaliteaduse Instituut Füüsikalise keemia õppetool Kolloidkeemia laboratoorne töö 23a Sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste parameetrite määramine Tallinn 2013 Eesmärgiks on ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine Lineweaver- Burki koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Samuti on võimalik määrata ensüümi aktiivsust (1 sekundi jooksul ärareageerivate substraadi moolide arv 1 grammi ensüümi toimel 1 sekundi jooksul ehk teiste sõnadega reaktsiooni kiirus ühikulise hulga ensüümi toimel). Töö ettevalmistamine: Reagentideks on: substraadiks suhkrulahus ja ensüümiks invertaasi lahus. Ensüümi lahus
KYF0280 Füüsikaline keemia Üliõpilase nimi: Rebecca Pärtel Töö nr: FK8 SAHHAROOSI ENSÜÜMREAKTSIOONI KINEETILISTE PARAMEETR Siia tuleb sisestada aparatuuri joonis. keskkonnatehnoloogia Instituut 280 Füüsikaline keemia Õpperühm: EANB31 Töö teostamise kuupäev: 21.10 ONI KINEETILISTE PARAMEETRITE MÄÄRAMINE Töö eesmärk (või töö ülesanne). sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Teooria. Sahharoosi inversioonireaktsiooni (hüdrolüüsi) produktideks on glükoos ja frukt invertaas C6H12O6 + C6H12O6 Reaktsioon kulgeb vesilahuses (kusjuures vee suurem sahharoosi kontsentratsioonist) esimest järku reaktsioonina. Inversioon neutraalses keskkonnas väga väike, seetõttu kiirendatakse reaktsiooni katalüs või (antud töös) ensüümkatalüsaatorite – abil. Reaktsiooni kiirust mõõdetakse
TTÜ Materjaliteaduse Instituut Füüsikalise keemia õppetool Kolloidkeemia laboratoorne töö 23a Sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste parameetrite määramine Eesmärgiks on ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine Lineweaver- Burki koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Samuti on võimalik määrata ensüümi aktiivsust (1 sekundi jooksul ärareageerivate substraadi moolide arv 1 grammi ensüümi toimel 1 sekundi jooksul ehk teiste sõnadega reaktsiooni kiirus ühikulise hulga ensüümi toimel). Töö ettevalmistamine: Reagentideks on: substraadiks suhkrulahus ja ensüümiks invertaasi lahus. Ensüümi lahus
68 0.28 0.275 0.27 (Po-P) 0.265 0.26 0.255 0.25 114 116 118 120 122 124 126 P/Vdes*(Po-P) Vmax on maksimaalne N2 ruumala, mis saab adsorbeeruda monomolekulaarses kihis Leian adsorbendi eripinna suuruse NA on Avogadro arv 6.02E+23 SN2 on adsorbeeruva gaasi pindala 1.62E-19 S Vmool on ühe mooli gaasi ruumala normaaltingimustel 22.4 m on adsorbendi mass 0.048 g b)BET eripinna määramine ühe mõõtmispunkti järgi
KYF0280 Füüsikaline keemia Üliõpilase nimi: Franz Mathias Ints Töö nr: FK23 Töö pealkiri: Sahharoosi Ensüümreaktsiooni Kineetiliste Parameetrit keskkonnatehnoloogia Instituut 280 Füüsikaline keemia Õpperühm: EANB31 Töö teostamise kuupäev: 21.10.2020 mreaktsiooni Kineetiliste Parameetrite Määramine Töö eesmärk (või töö ülesanne). sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Teooria Ensüüm reaktsiooni kineetikat kirjeldab Michaelis-Menteni vôrrand: kus v0 – reaktsiooni algkiirus; S0 – substraadi algkontsentratsioon; Km- Michae maksimaalne kiirus Konstandi Km sisuline tähendus: kui [S]0 = Km, siis v0 = e kontsentratsioon, mille juures reaktsiooni kiirus on pool maksimaalsest. Järeldu madalama substraadi kontsentratsiooni juures töötab ensüüm (ferment) efekti
Kasutatud seadmed 1. Ostsillaatoritega maketimoodul KL-93001. 2. Toitemoodul KL-92001. 3. Sagedusmõõtur HP 53131A. 4. Multimeeter (HP 34401A). 5. Ühendusjuhtmed. 1.Laboratoorses töös kasutatud skeemid Joon 1.Colpittsi(a) ja Hartley (b) ostsillatorid 2.Ostsillatori väljundpinge amplituud Vaja on leida ostsillatori väljundpinge amplituud.Amplituudi mõõtmiseks kasutasime Other Meas menüüst valikut VOLT PEAKS, mis leidis signaali maksimaalse( Vmax ) ja minimaalse ( Vmin ) väärtuse. Amplituud on leitav järgmiselt: Vmax = 5,1 V Vmin = -5,1 V Vmax - Vmin 5,1 - ( -5,1) A= = = 5,1 (V) 2 2 3.Sageduse keskväärtus,veahinnang ja stabiilsus Kasutades reziimi Stop/Single mõõtsime väljundsignaali sagedust kümnel korral. Saime järgmised mõõtetulemused: f 1 = 1011,147 kHz f 2 = 1010,999 kHz f 3 = 1011,017 kHz f 4 = 1011,022 kHz f5 = 1011,018kHz f6 = 1011,012kHz
(hüperboolselt). Kui, substraadi kontsentratsioon on madal, siis suureneb kiirus lineaarselt. Kõrge substraadi kontsentratsiooni korral, kiirus muutum järjest väiksemaks. Enamus ensüüme allub V max [ S ] Michaelis-Menteni kineetikale: v0 = Km+ [ S ] V0 – kiirus Vmax – maksimaalne kiirus [S] – substraadi kontsentratsioon k −1+ k 2 Km – Michaelis konstant; K m= ; k1 - ensüüm-substraadi kompleksi moodustumise k1 reaktsiooni kiiruse konstant ensüümist ja substraadist; k-1 – ensüüm-substraadi kompleksi
Kaks(2) 13. Miks on hüsterees vajalik Schmitti trigeril? See väldib võimaliku vale lülitamise mürade poolt. 14. Milline tagasiside on Schmitti trigeril? Positiivne tagasiside. 15. Kui siinuseline laine on Schmitti trigeri sisend, siis milline on väljundlaine? Täisnurkne. 16. Millised on Wien'i silla põhielemendid? Takistus,kondensaator 17. Kui Vpeak-to-peak (sin) = 100, millega võrdub siis Vrms? Vpeak-to-peak (sin) =2** Vrms 2.8* VrmsVrms= Vpeak-to-peak (sin) /2.8=100/2.8=35.7 18. Kui Vmax (sin) = 100, millega võrdub siis Vrms? Vmax (sin)*0.707=100*0.707=70.7 19. Kui Vpeak-to-peak (sin) = 100, millega võrdub siis Vd? Vd=(100/2.8)*()*(0.637)=32.17 20. Kui Vrms = 10, millega võrdub siis Vmax (sin)? Vmax (sin)= Vrms*=10*=14.14 21. Kui Vrms = 10, millega võrdub siis Vpeak-to-peak (sin)? 2.8*10=28 22. Kui Vd = 10, millega võrdub siis Vmax (sin)? Vmax (sin)= Vd/0.637=10/0.637=15.7 23. Kui Vd = 10, millega võrdub siis V peak-to-peak (sin)? 31.08 24
Kasutame spektrofotomeetri meetodi. 7. Koostame 3-veeruline katseandmet tabel, mis on alusel krommatogrami jaoks. Tulemused: Kasautatud kolonni paraametrid: · Täidise materjal ja mark: geel G-75. · Täidist iseloomustav tegur k : K=0,1 · Täidise kõrgus ja kolonni sisediaameter: D=1,8cm , L=32,7 · Arvutatud täidise kogumaht Vt: Vt= r2 *L = 3,14*0,9*32,7= 83,21cm3 · Arvutatud maksimaalne elueerimismaht Vx max : Vg= K*Vt , Vmax =Vt-Vg Vg = 0,1 *83,21 =8,321 Vmax=83,21 -8,321 =74,89. · Arvutuslik fraktsioonide üldarv: n= Vmax/2 n=74,89/2 = 37,4 Siis fraktsiooni kogumisekd on vajalik umbes 37 katseklaasi!!! Mõõtmistulemuste tabel. Saannud andmete järgi koostame kromatogrammi 0 proov on eluaat mida me kogusime 100 ml mõõduklaasi. Selgitus kromatogrammi kohta. · Enne dekstraansinise kõrgeima kontsentratsiooniga eluaadi väljumist on väljunud umbes 20 ml eluaadi. · Elueeritud segus oli: 1) Dekstraansinine
kasutame tihedust: 2 = 1800 kg/Lm3 3. Määrame etteantud transportmasina (dumperi) kasti mahud (tabel 3): A35: geom : VG = 14,4 m3; kuhjaga VK = 19 m3. 4. Lähtudes materjali tihedusest 2 ja dumperi kandevõimest, määrame dumperile laaditava materjali mahu: A35 (tabel 8): kandevõime Gl= 32 000 kg; tühi mass Gt = 25 300 kg; täismass Gm = 57 300 kg; seega laetava materjali maht on: Vmax = Gl/2 = 32 000/1 800 = 17,78 m3; järgnevates arvutustes kasutame: Vmax = 17,8 m3, mis annab laetud materjali massiks: Gl = 31 860 kg. 5. Valime laadimismasina (tab 9.1): Valik tehakse lähtudes materjali kaevandatavuse klassist ja ühe tsükliga laaditava materjali mahust (kopamaht) nõnda, et dumper saaks täislasti peale laadimismasina täisarvulise tsüklite arvuga. Valime laaduri L180, mille kopamaht
Michaelise konstant on näiline dissotsiatsioonikonstant ja on substraadi kontsentratsioon, mille juures on ensüümkatalüüsitav reaktsioon saavutanud oma poole piirkiirusest. 44. Millised väited on õiged katalüütilise konstandi (kcat) kohta: Katalüütiline konstant on alati esimest järku kiiruskonstant ja näitab mitme substraadimolekuli ära reageerimist on üks ensüümi aktiivtsenter võimeline ajaühikus katalüüsima. 45. Millele vastavad Vmax, KM ja Vmax/KM alltoodud graafikul? 46. Eelneval joonisel on toodud ensüümkatalüüsitava reaktsiooni kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist. Andke hinnang, kui suur võiks olla ensüümi KM vastava substraadi jaoks ja reaktsiooni piirkiirus (koos ühikutega). (võivad olla erinevad joonised). Km=o,6mM Vmax=490 mM/s=0,49 M/s 47. Milline põhimõtteline erinevus on olukordadel, kus ühend A on tasakaaluolekus või statsionaarses olekus?
koordinaadist x vasakul. Leitakse otsa siire: · Kui · Kui · Kui on: Võrrandite lõppkujud (tugedevahelised): Otsa võrrandite lõppkujud: Pöördenurga universaalvõrrand: Läbipainde univesaalvõrrand: Telg-inertsimoment on Konsoolse otsa läbipaine: Konsoolse otsa pöördenurk: 3 Tala tugedevahelise osa suurima läbipainde asukoht (kohal, kus pöördenurk , täpsusega ± 0,1 m) ning läbipaine sellel kohal vmax Läbipaine tugede vahel on SUURIM seal, kus elastse joone puutuja on horisontaalne ehk kohal, kus =0 REEGEL: Universaalvõrrandisse jäävad vaid need koormused, mis mõjuvad antud koordinaadist x vasakul. Alltoodud väärtused käivad tugedevahelise x väärtuse kohta. Kui tingimused on sellised nagu nad on ehk nullid, siis võib järeldada, et x peab olema 0,625, kuna siis ei lähe arvesse mitte ükski võrrandi osa ning võrrand võrdub 0-ga.
0,220 0,164 3 tükki jäi vahele Fraktsioonide analüüsimine Koostage kromatogramm, mille y-teljel on optiline tihedus ja x+teljel eluaadi maht, märkides ära Vminx, Vx ja Vmaxx asukohad. Vmin=36ml Vx= 48 ml Vmax= 98ml Dekstraansinine Müoglobiin DNP-aspartaat Vx - Vxmin 48 - 36 Rf = = = 0,21 Vxmax - Vxmin 98 36 Järeldus: Segus sisaldunud komponendid väljusid sellises järjekorras, nende molekulmassi tõttu. Kõige madalama molekulmassiga dekstraansinine väljus esimesena, sest tema osakesed olid liiga suured geeli pooride mahutamiseks Teisena väljus müoglobiin ja
Michaelis- [ ] Menten'i võrrand: . [ ] Km kineetiline aktiveerimiskonstant, avaldub ES kompleksi moodustumise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu: , (M). Km on substraadi kontsentratsioon, mille juures v0=1/2Vmax. Km arvväärtus on ES kompleksi tugevuse väljendaja: mida suurem on väärtus, seda nõrgem on kompleks (substraat ja ensüüm nõrgalt seotud). Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon kunagi ei saavuta. V max = k2[ET], (M/s). Vmax saavutamiseks peaksid kõik ensüümi molekulid olema seotud substraadiga, substraadi kontsentratsiooni tõstmisel reaktsiooni algkiirus läheneb asümptootiliselt Vmax väärtusele. Kcat on katalüütilise aktiivsuse mõõt. See on nn pöörete arv substraadi molekulide arv, mis konverteeritakse
24 68 0,017 360 x-teljel elueerimimaht V (ml), y-teljel optiline tihedus A, maksimumpunktid A=0,175 (22 ml), A=0.748 (32 ml) ja A=0,710 (60 ml). 0-18 ml on ühendatud fraktsioon. Vxmin = 22 ml Vx = 32 ml Vxmax = 60 ml Arvutan välja valgule Rf väärtuse: Rf = Vx - Vx min / Vxmax - Vxmin = 32-22 / 60-22 = 0,26 Arvutatud maksimaalne elueerimismaht Vmax=59,175 cm3 60 cm3, määratud Vmax=60 cm3 Arvutatud ja määratud maksimaalsed elueerimismahud klapivad.
7 250 125 120 10 0,15 0,07 7,6 0,51 1188,1 8 250 85 160 10 0,14 0,06 6,5 0,43 1584,2 9 250 45 200 10 0,16 0,08 8,7 0,58 1980,2 Reaktsioonikiiruse sõltuvusest substraadi kontsentratsioonist Hälvete sõltuvus substraadi kontsentratsioonist Kahe viimase graafiku ja Km ja vmax määramiseks kasutasin CurveExpert programmi. Vmax= 0,4972 ± 0,0193 μM/min; Km= 47,1847 ± μM Järeldused I töö: Ensüümi kontsentratsiooni suurendamine kiirendab reaktsiooni kiirust. II töö: Substraadi kontsentratsiooni tõstes suureneb ka reaktsiooni kiirus, kuni maksimaalse kiiruse saabumiseni. Hälvete graafikut analüüsides saab järeldada, et katse ei õnnestunud 100%, kuid on küllaltki adekvaatne. Mõlema töö puhul on näha, et katsetes esinesid vead. Need võivad tuleneda
järku reaktsioon (reaktsiooni kiirus on võrdeline substraadi algkontsentratsiooniga) B - = C5 D 5 2.järku reaktsioon (reaktsiooni kiirus on võrdeline substraadi algkontsentratsiooni ruuduga) C0 substraadi algkontsentratsioon k0, k1, k2 vastavate reaktsioonide kiiruskonstandid 2. Monosubstraatse ensüümireaktsiooni täielik ja lihtsustatud võrrand Konstantide Km, Vmax ja kcat sisuline tähendus ja dimensioonid. Ensüümi aktiivsuse mõiste ja ühikud. Monosubstraatne ensüümireaktsioon on madalatel substraadi kontsentratsioonidel 1.järku ja kõrgematel substraadi kontsentratsioonidel 0.järku reaktsioon. C6 C65 C69 Põhivõrrand + $ $ + C? C?5 C?9 kuna k+3+k-3+k+2+k-2 0, siis lihsustatud võrrand:
kiiruskonstantidest. Kui mingi kiiruskonstant on väga väike, siis katalüütiline konstant läheneb sellele, sest reaktsiooni katalüütiline konstant ei saa olla suurem kui kõige aeglasem lüli. Katalüütiline konstant võib olla ka kombinatsioon erinevatest kiiruskonstantidest, ALATI on esimest järku. k cat ei viita mingile kindlale konstantidel vms. Varem polnud teada ensüümi konts ja seetõttu kombineeriti kaks konstanti üheks Vmax=kcatE0, ühik on M/s, reaktsiooni kiiruse ühik! Vmax on piirkiirus, MITTE maksimaalne kiirus. Ei ole fundamentaalne ensüümikineetika parameter, sest sõltub ensüümi kontsentratsioonist. Vmax-ide omavaheline võrdlus ei anna midagi, kui pole ära mainitud ka ensüümi kontsi. Murru nimetajas on KM. Eelmine loeng . Tegelikult võib KM olla ka tõeline dissotsiatsioonikonstant, võib olla keeruline kombinatsioon
2.5 A 2 1.5 1 0.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x-teljel elueerimimaht V (ml), y-teljel optiline tihedus A, maksimumpunktid A=0,972 (24 ml), A=3,436 (36 ml) ja A=3,135 (74 ml). 0-18 ml on ühendatud fraktsioon. Vxmin = 24 ml Vx = 36 ml Vxmax = 74 ml Rf väärtus: Rf = Vx - Vxmin / Vxmax - Vxmin = 36-24 / 74-24 = 0,24 Arvutatud maksimaalne elueerimismaht Vmax=55,89 cm3 ≈56 cm3, määratud Vmax=74 cm3 Arvutatud ja määratud maksimaalsed elueerimismahud ei klapi. Järeldus: Dekstraansinine väljus esimesena, kuna tema molekulmass on neist suurim ja ta ei mahtunud geeli pooridesse. DNS- aspartaat, kui väikseima molekulaarmassiga, difundeerus täielikult pooridesse ja läbis seetõttu kolonni kõige aeglasemalt. Arvutsulik ja reaalne elueerimismaht erinesid üksteisest, kuigi ei tohiks. Mõõtmisvead võisid
7 250 125 120 600 10 1105 0,000438 0,00040 0,12 7,609 0,51 8 250 85 160 600 10 1105 0,000438 0,00040 0,12 7,609 0,51 9 250 45 200 600 10 1105 0,000438 0,00040 0,12 7,609 0,51 Arvutasin Km ja Vmax väärtused ja nende standardhälbed mittelineaarse korrelatsiooni abil Km= 27,95 +- 7,34 M Vmax= 0,518 +- 0,028 M/min Substraadi Arvutatud V, Katse nr konts, M V, M/min M/min Hälve 1 0,00 0,00 0,00 0,00 2 9,05 0,07 0,13 -0,06
38. Millisel juhul on katalüüs kõige efektiivsem? Ensüümi aktiivtsenter on komplementaarne üleminekuolekuga 39. Mida võimaldas seletada Fischeri ,,luku ja võtme" hüpotees? Katalüüsi spetsiifilisust 40. Seriin proteaasid katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi seriinijäägi kõrvalt 41. . Kirjutage Michaelis-Menteni võrrand. Märkige juurde konstantide nimetused ja ühikud. v= v = algkiirus [S] = substraadi kontsentratsioon (M) Vmax = piirkiirus. (M/s) Vmax = K [E] ([E] on vaba ensüümi kontsentratsioon) Km = Michaelise konstant. (M) 42. Milliste ühikutega võiks põhimõtteliselt mõõta katalüütilist konstanti? 1/s 43. Millised väited on õiged Michaelise konstandi (KM) kohta-on näiline dissotsiatsioonikonstant ja tema ühikuks võib olla sekund 44. Millele vastavad Vmax, KM ja Vmax/KM alltoodud graafikul? Vmax=450nM/s Km=0,5mM Vmax/Km=0,9 45
ioontugevus on kontstantsed ja optimaalsed. 2. reaktsioonikiiruse sõltuvus [S] kontsentratsioonist · enamie ensüümide puhul sobib Michaelis-Menteni võrrand · v sõltuvus [S]-st on hüperboolne, juhul kui [ E] on konstantne. · Vmax on maksimaalkiirus, kiirus tingimustes, kus kogu ensüüm on [ES] vormis. · Km on sisuliselt S kontsentratsioon (mmol /l), mille puhul kiirus on pool maksimaalkiirusest. Km näitab ensüümi afiinsust substraadile.
Arvutada ohtlike ristlõigete (või ohtliku ristlõike) varutegurid normaalpinge ja nihkepinge järgi ning kontrollida tala tugevust; 7. Koostada (vajadusel) tala ekvivalentne arvutusskeem ning läbipainde v ja pöördenurga universaalvõrrandid; 8. Arvutada tala vaba otsa läbipaine v ja pöördenurgk ; 9. Arvutada tala tugedevahelise osa suurima läbipainde asukoht (kohal, kus pöördenurk = 0, täpsusega ± 0,1 m) ning läbipaine sellel kohal vmax; 10. Formuleerida ülesande vastus. Koormuste mõjumise skeem vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Tala mõõtmed vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B
Konsooliga talaks tuleb kasutada kuumvaltsitud INP-profiiliga ühtast varrast, mis on valmistatud terasest S235. Tala on koormatud aktiivse punkt- Ühtlane ja joonkoormusega. Dimensioneerida tala ja joonkoormus arvutada läbipaine v ja pöördenurk tala vabas otsas ning suurim läbipaine vmax tala p tugedevahelises osas. Tugi Punkt- Tala joonmõõtmed on antud seostega: b = c = a/2. koormus Punktkoormuse väärtus on F = 10 kN ja ühtlase joonkoormuse intensiivsus tuleb avaldisest p = F/b
fosfaat selgroog on väljaspool ja lämmastikalused asuvad heeliksi sisemuses. Lämmastikalused paarduvad omavahel vesinisidemete abil. Paarid moodustuvad puriinide ja pürimidiinide vahel. Nukleiinhappe ahela ehituslikuks aluseks on 3´5´-fosfordiesterside. 2. Kirjutage ensüümireaktsiooni algkiiruse võrrand (Michaelis-Menten'I võrrand) ja iseloomustage selles olevaid tegureid. Arvutage, millega võrdub suhe v/Vmax, kui substraadi kontsentratsion ületab 8-kordselt Km väärtust. v= Kui [S] = Km, siis v = Vmax/ 2. o Vmax = k2 [ET], (M s-1) o Km= , (M) · Vmax on ensüümi iseloomustav konstant · Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon mitte kunagi ei saavuta · Vmax saavutamiseks peaksid kõik ensüümi molekulid olema seotud substraadiga, st [ES] = [ET].
Ligandide kooperatiivsed efektid (ühe ligandi seondumine kas inhibeerib või soodustab järgmise seondumist, Hilli koefitsioent) Fosforüleerimine - defosforüleerimine Proteolüütiline modifitseerimine (aktivatsioon või innakstivatsioon, nt trüpsinogeen ja trüpsiin- seedeensüümid) Valkude kompartmentalisatsioon- ensüüm kas pääseb või ei pääse substraadile ligi Ligandide kooperatiivsed efektid Ensüümreaktsiooni kineetikat iseloomustavad parameetrid Vmax ja Km Ensüümid- valgud,mis modifitseerivad spetsiifilist substraati, kusjuures nende efekt seisneb aktivatsioonienergia vähendamises- nõuab lisaenergiat Ensüümreaktsiooni kineetikat iseloomustavad parameetrid Vmax ja Km Katalüütilise subühiku allosteeriline regulatsioon Allosteerilised üleminekud aktiivse ja mitteaktiivse vormi vahel
Ligandi seondumine toob märklaudvalgus esile konformatsioonilisi muutusi. Afiinsus on ligandi (k.a ensüümi) spetsiifilisuse mõõt. (ligandi siduv sait retseptoritel, substraati siduv sait ensüümidel, atiivsait ensüümidel) Dissotsiatsioonikonstant on happe tugevuse kvantitatiivne mõõt. Mida suurem on K a arvväärtus, seda rohkem hape dissotsieerub (laguneb ioonideks), st seda kangem on hape. 2. Ensüümreakstiooni parameetrid Vmax ja Km. Km kineetiline aktiveerimiskonstant, avaldub EnsüümSubstraat kompleksi moodustumise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu: , (M). Km on substraadi kontsentratsioon, mille juures v 0=1/2Vmax. Km arvväärtus on ES kompleksi tugevuse väljendaja: mida suurem on väärtus, seda nõrgem on kompleks (substraat ja ensüüm nõrgalt seotud). Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon kunagi ei saavuta. V max = k2[ET], (M/s). Vmax
saiti (mitte aktiivsaiti, st. ei konkureeri substraadiga). Positiivne allosteeriline efektor, negatiivne allosteeriline efektor (allosteeriline inhibiitor). Aktiivne tsenter – ensüümi piirkond, kuhu seondub substraat ning mis sisaldab reaktsiooniks vajalikke aminohapete kõrvalahelaid. Katalüütiline tsenter – kõikide aminohapete kõrvalahelad, mis on vajalikud reaktsiooni läbiviimiseks. Michaelis Menteni võrrand Vmax, KM, kcat, kcat/KM Konkurentne inhibiitor – molekul, mis on võimeline seonduma ensüümi aktiivsaiti ning sellega takistada substraadi sidumist – nad konkureerivad ühele ja samale kohale. Konkurentne inhibitsioon suurendab reaktsiooni KM-i st. tõuseb vajalik substraadi kontsentratsioon, et reaktsiooni kiirus oleks pool maksimumist (Vmax). Mittekonkurentne inhibiitor – seondub niin ensüüm-substraat kompleksiga, kui ka vaba ensüümiga, mõjutades nii Km-i kui ka Vmax-i
oma piirkiirusest 48. Millised väited on õiged katalüütilise konstandi (kcat) kohta: a) on alati esimest järku kiiruskonstant b) näitab mitme substraadimolekuli ära reageerimist on üks ensüümi aktiivtsenter võimeline ajaühikus katalüüsima c) mida suurem on kcat, seda tugevamini seob ensüüm vastavat substraati d) on näiline dissotsiatsioonikonstant e) tema ühikuks võib olla sekund 49. Millele vastavad Vmax, KM ja Vmax/KM alltoodud graafikul? Vmax = 450nM/s KM=0,5 mM Vmax/KM = 0.9 50. Joonisel on toodud ensüümkatalüüsitava reaktsiooni kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist. Andke hinnang, kui suur võiks olla ensüümi KM vastava substraadi jaoks ja reaktsiooni piirkiirus (koos ühikutega). (võivad olla erinevad joonised). Vmax = 1,1 nM/min KM=100 nM 51. Mis sisulist vahet on olukordadel, kus ühend A on tasakaaluolekus või statsionaarses olekus? Empiirilises mõttes ei ole vahet, kas ensüümsubstraat kompleks on statsionaarses olekus või
} // for j
return result;
} // maxVeeruMin
/** Minimaalne element veergude maksimumide hulgas.
* Lubatud erineva pikkusega read.
*/
public static int minVeeruMax (int[][] m) {
int result = Integer.MAX_VALUE; // l6pptulemuse algv22rtus
// teeme kindlaks maksimaalse reapikkuse vArv
int vArv = 0;
for (int i=0; i
8 7. Tala ekvivalentne arvutusskeem. Läbipainde v ja pöördenurga ϕ universaalvõrrandid. 9 8. Tala vaba otsa läbipaine v ja pöördenurgk ϕ 10 . 9. Tala tugedevahelise osa suurima läbipainde asukoht ning läbipaine sellel kohal vmax 11 10. Vastus 12 2 1. Valitud mõõtkavas arvutusskeem. Andmed: Materjal S235 Nõutav varutegur [S] = 4 a = 5 m = 5000 mm c = 2,6 m = 2600 mm b = a / 2 = b = 2.5 m = 2500 mm Punktkoormuse väärtus F = 10kN Ühtlase joonkoormuse intensiivsus p = F / b = 10 / 2.5 = 4 kN/m Terase elastsusmoodul E = 190 GPa Joonis 1
a) katalüüsi efektiivsust b) katalüüsi spetsiifilisust c) katalüüsi sõltuvust temperatuurist 40. Seriin proteaasid: a) katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi seriinijäägi kõrvalt b) katalüüsivad ainult seriinijääkidest koosnevate polüpeptiidide hüdrolüüsi c) omavad katalüütiliselt olulist seriinijääki 41. Kirjutage Michaelis-Menteni võrrand. Märkige juurde konstantide nimetused ja ühikud. v= v = algkiirus [S] = substraadi kontsentratsioon (M) Vmax = piirkiirus. (M/s) Vmax = K [E] ([E] on vaba ensüümi kontsentratsioon) Km = Michaelise konstant. (M) 42. Milliste ühikutega võiks põhimõtteliselt mõõta katalüütilist konstanti? (võivad olla erinevad ühikud) (Kcat) a) mol/L b) mol/s c) 1/s d) 1/h e) L/s (sama küsimus ka Michaelise konstandi ja spetsiifilisuse konstandi kohta) KM M = spetsiifilisuse konstant. 1/M 43. Millised väited on õiged Michaelise konstandi (K M) kohta:
originaalkujul kasutada. Tavaliselt mõeldaksegi MM võrrandi kasutamise all hoopis selle võrrandi kasutamist, mille tuletasid Briggs ja Haldane, kes eeldasid, et enamuse reaktsiooni kulgemise ajast on ES statsionaarses (steady-state) olekus, kus [ES] on praktiliselt konstantne. Michaelis-Menten'I võrrandi dualistlik olemus: · Kui [S] on madal (<< Km), siis on kiirus esimest järku [S] suhtes · Kui [S] on kõrge (>> Km), siis on kiirus [S] suhtes 0-järku Vmax tähendus: Maksimaalne teoreetiliselt võimalik kiirus · Vmax on konstant, mis sõltub lineaarselt ensüümi kogusest. · Vmax on teoreetiline kiiruse ülempiir reaalselt EI SAAVUTATA seda kunagi · Vmax saavutamiseks peavad KÕIK ensüümi molekulid olema seotud substraadiga · Vmax on piir millele kiirus läheneb asümptootiliselt substraadi kontsentratsiooni suurenedes Km tähendus: · Km on kiiruskonstantide kombinatsioon: = (k-1+k2)/k1
Kineetika on teadus, mis uurib erinevate faktorite mõju reaktsioonide kiirusele. Reaktsiooni kiirust (v) väljendatakse ajaühikus ära reageerinud substraadi S hulgana või tekkinud produkti P hulgana (mol/s). Ensüümireaktsioonide puhul, erinevalt mittekatalüütilistest reaktsioonidest, suureneb reaktsiooni esmalt mõõdetav kiirus ehk algkiirus (v või vo) substraadi kontsentratsiooni suurenedes, saavutades ensüümi küllastumisel substraadiga maksimaalse väärtuse (Vmax). Ensüümireaktsiooni kiirus sõltub väga paljudest teguritest, nagu: · ensüümi E kontsentratsioon, · substraadi S kontsentratsioon, · kofaktori juuresolek ja kontsentratsioon, · inhibiitori või aktivaatori olemasolu ja kontsentratsioon, · keskkonna temperatuur, · keskkonna pH, · keskkonna ioonjõud. 68
töösilindrile võimalikult lähedale. Imipoole õhukatla puhul koosneb pumba imitoru kahekordsest torust . Lühem toru on ühendatud klapikarbis imiklapiga . Torude vahelises ruumis on vesi ja õhk. Seal oleva õhu surve arvel toimub pumba imipoolel vedeliku ebaühtlasel liikumisel imitorusse vee kiiruse ühtlustamine. Kui pump seisab , siis vedelik täidab õhukatelt keskmise tasemini. Pumba töö korral vedeliku tase kõigub maksimaalse ja minimaalse taseme vahel. Vmin - Vmax. , muutes rõhku katlas vastavalt pmax pmin. Imitakti ajal imetakse vesi imikuplist pumba töösilindrisse, mille tulemusena õhurõhk imikuplis langeb. Kuplis tekib tugev hõrendus ja atmosfäri rõhk surub vedeliku imitoru mööda kuplisse. Vedeliku liikumine kuplisse jätkub ka survetakti ajal ,mille tõttu vedeliku liikumine imitorus ühtlustub. 23 Õhukatla tööd iseloomustab tema ebaühtlusaste. p max - p min Vmax -Vmin
2 d f ∙ p min ∙ π ∙ L ∙ d 0,15 ∙ 14,6∙ 106 ∙ π ∙ 0,09∙ 0,052 M Vmin=F hmin ∙ = = =773,62 ≈ 773,6 N ∙ m 2 2 2 3.2 Suurima pinguga ülekantav pöördemoment 2 d f ∙ p max ∙ π ∙ L ∙ d 0,15 ∙ 81∙ 106 ∙ π ∙0,09 ∙ 0,052 M Vmax=F hmax ∙ = = ≈ 4292 N ∙m 2 2 2 Liitele on lubatud ülekantavaks pöördemomendiks 773,6 N∙m . 4. Istu koostamine ilma pressimiseta Temperatuuri gradient peab tagama detailide kontaktpinna läbimõõdu muutuse summaarse väärtusega ∆max = 0,050 mm. 4.1 Koostamiseks vajalik temperatuuri gradient ∆max 50 ∙10 −6
rõhk silindris nõutavast töörõhust nii palju võrra suurem kui on rõhukadu: p pumba antav vedeliku minimaalne rõhk bar p =63 + 0,08 =63,08 bar Vastus: Et hüdrosilindris, mis asub pumbast 10 m kõrgemal, oleks tagatud töörõhk minimaalselt 63 bar, peab pumba antav vedeliku minimaalne rõhk olema 63,08bar. Ülesanne 10 Antud: F = 8 kN = 8 ·103 N vmax = 24 m/min = 0,4 m/s = v1/v2 = 1,25 pmax = 100 bar = 100 ·105 Pa p = 4 bar p1 = 4 bar m = 0,95 Lahendus: Ristlõike pindala: F 8 10 3 A= = = 0,0008 m2 p max 100 10 5 Vajalik silindri läbimõõt: 4 A 4 0,0008 D= = = 0,032 m = 32 mm 3,14 R. Soots "Hüdraulika ja hüdroseadmed" tabel 8, lk 96.
1 1. Ainetöö ülesanne Antud ainetöö ülesandeks on kirjeldada tigureduktori tiguratast, teostada sellele tugevusarvutused, valida selle valmistamiseks sobivaim materjal ning valmistustehnoloogia koos viimistlusega. 2. Algandmed Tõstetav mass m = 350 kg Maksimaalne joonkiirus vmax = 0,7 m/s Ratta diameeter d = 0,2 m Teo keermekäikude arv z1 = 1 Tiguratta hammaste arv z2 = 41 2 3. Eskiis 3 4. Tiguülekande arvutus Teo läbimõõduteguri vähim lubatud väärtus qmin = 0,212*z2 = 0,212 * 41 = 8,69 Valime sobivatest väärtustest (8, 10, 12,5 ... ) qmin = 10 mm Ülekande moodul m=3 Teo ning tiguratta telgede reaalne vahe mm Teo keerme tõstenurk = 5,71 ° Teo jaotusläbimõõt d1 = qm = 10 * 3 = 30 mm Teo peadeläbimõõt
φEI =13416− 5,252 + + 5,253 − + − 2 2 6 6 6 −49260 φC = =−0,00603 rad ≈−0,35° 210∗109∗3890∗10−8 3 Tala tugedevahelise osa suurima läbipainde asukoht (kohal, kus pöördenurk φ=0 , täpsusega ± 0,1 m) ning läbipaine sellel kohal vmax Läbipaine tugede vahel on SUURIM seal, kus elastse joone puutuja on horisontaalne ehk kohal, kus ϕ=0 Kuna lihtsaim viis lahendid otsida on proovimise teel, siis seda ma ka tegin kasutades allolevat valemit ning exelit ja tulemuseks sain kus φ AB EI =0 , x = 2,52 m 2 3 3 3
) + regulatoorne funktsioon. Tema kõrge konts rakus tähendab energia küllastatust , mis tähendab et energeetiliste protsesside aktiivsust tuleb alandada. Ensüümi aktiivsus: 1 katal (kat) on võrdne ensüümihulgaga, mis on võimeline muundama 1mmol substraati produktiks 1 sekundis. Aktiivsust iseloomustatakse reaktsiooni kulgemise kiiruse alusel. Seda saab mõõta substraadi hulga vähenemise või produkti hulga suurenemise määraga ajaühikus. Vmax - >maksimaalne reaktsiooni kiirus. Substraadi lisamisega reaktsiooni kiirus enam ei suurene. Km -> Michaelise konstant (poolele maksimaalsest kiirusest vastav substraadi konts) Vmax ja Km on kineetilised parameetrid. Km peegeldab ensüümi afiinsust (keemilise sideme tugevust) substraadi suhtes. Mida madalam on selle väärtus, seda kõrgem on ensüümi afiinsus. Ensüümi aktiivsus on otseses sõltuvuses ensüümi enda kontsentratsioonist uuritavas materjalis.
a , a lisamine gaasifaasilistel -reaktsioonidel.Ka väljuva voo -toimuvate reaktsioonide kineetikat):--rs=Vmax.Cs / A+B- produktid puhul - - rA = kC AC B = k C A - h = X 2- X 0 X 1 = X 0 + h -Sageli on kasutamine -retsüklina on üks võimalus toitevoo {Km+Cs}-Cs substraati kontsentratsioon;-parameetrid
kontsentratsioonist [S] vastavalt Michaelis-Menteni võrrandile V = kcat[E]t[S]/(KM + [S]) Kui [S] on palju väiksem kui KM, siis sõltub kiirus substraadi kontsentratsioonist lineaarselt V = kcat[E]t[S]/KM Enamiku ensüümide KM väärtused mingi substraadi jaoks on rakus esinevast vastava substraadi kontsentratsioonist suuremad Juhul kui [S] on palju suurem kui KM, siis kiirus substraadi kontsentratsioonist ei sõltu ensüüm on substraadiga küllastatud V = kcat[E]t = Vmax Sellisel juhul ei regulatsioon substraadi tasemel ei toimi Kontroll substraadi tasemel: produkti akumuleerumine Tasakaalulise reaktsiooni korral viib produkti akumuleerumine pärisuunalise reaktsiooni aeglustumiseni E + S ES EP E + P Tasakaal nihkub vasakule produkti akumuleerudes Tasakaal nihkub paremale produkti eemaldades Paljud ensüümid on inhibeeritavad oma produkti poolt võimalik inhibeerida ka pöördumatuid reaktsioone
kontrollida tala tugevust; 7. Koostada (vajadusel) tala ekvivalentne arvutusskeem ning läbipainde v ja pöördenurga universaalvõrrandid; 8. Arvutada tala vaba otsa läbipaine v ja pöördenurk ; 9. Arvutada tala tugedevahelise osa suurima läbipainde asukoht (kohal, kus pöördenurk = 0, täpsusega ± 0,1 m) ning läbipaine sellel kohal vmax; 10. Formuleerida ülesande vastus. Koormuste mõjumise skeem vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A 1 2 3 4 5 F p F p F p p F p pF p
ristlõige ei pruugi olla otstarbekas, sest ta on sügav, elavlõige väike, kiirus suur, on olemas uhtumisoht. Soovitatakse järgmised vahekorrad: ho=kr*3Q. Ro=0,5Q4 =3*3Q-m, kus kr väiksed kraavid=0,85. sügavad kanalid: 0,85-1,0, ja kr =0,65-0,85 kui on madal säng. ! Lubatud kiiruse järgi. On teada Q, n, io, m ja vlub , mis vaadatakse lisast. Leiame max v voolusängis, kui ristlõige on hüdrauliliselt soodsaim. vmax=((ioQy+0,5 )/(4y+0,5*n2(+m)y+0,5 ))(1/ (y+2,5)) . v vmax ja v vlub . Järgnevalt otsime A=Q/v, R=(vn/io0,5)y+0,5 =A/R. Leitakse ho=( +-(2-4A(21+m2-m))0,5)/(2(21+m2-m)), väärtustest valitakse väiksem, leitakse b=A/ho-mho, b ümmardame ja arvutame lõplik sügavust: ho=(-b+(b2+4Am))0,5/(2m). 4.Voolu ja ristlõike energia: Ristl energia-voolu energia kõige alumise punkti läbiva võrdlustasandi suhtes. Tasandi z=0 suhtes ristlõike energia Er=h+v2/2g, kus h-voolu sügavus. Er peab olema const
Reaktsiooni järk kuidas sõltub reaktsiooni kiirus reageerivate ainete kontsentratsioonidest. 0.järku reaktsiooni kiirus ei sõltu substraadi algkontsentratsioonist. 1.järku reaktsiooni kiirus on võrdeline substraadi algkontsentratsiooniga. 2.järku reaktsiooni kiirus on võrdeline substraadi algkontsentratsiooni ruuduga. 2. Monosubstraatse ensüümireaktsiooni täielik ja lihtsustatud võrrand Konstantide Km, Vmax ja kcat sisuline tähendus ja dimensioonid. Ensüümi aktiivsuse mõiste ja ühikud. Monosubstraatne ensüümireaktsioon on madalatel substraadi konts. 1.järku, kõrgematel substraadi konts. 0.järku reaktsioon. Km kineetiline aktivatsioonikonstant Vmax ensüümi iseloomustav konstant, teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon mitte kunagi ei saavuta. Kcat substraadi molekulide arv, mis konverteeritakse ühe ensüümi molekuli poolt ühes ajaühikus produktiks
annaabi.ee 
