Каково будет изменение активности фермента при температуре 400 °С, если 1 мг фермента сукцинатдегидрогеназы за 5 минут

Pugayuschiy_Pirat_4819

59

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение Аррениуса, которое связывает скорость химической реакции с изменением температуры:

\[k = A e^{-\frac{E_a}{RT}}\]

где \(k\) - константа скорости реакции, \(A\) - предэкспоненциальный множитель, \(E_a\) - энергия активации, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - абсолютная температура.

Первым шагом нужно найти значение константы скорости \(k\) при температуре 37 °С. Для этого используем данные из условия задачи: 1 мг фермента сукцинатдегидрогеназы катализирует окисление янтарной кислоты с образованием 10 мкмоль фумаровой кислоты за 5 минут при 37 °С и рН 7,0.

Важно отметить, что в условии не указана концентрация янтарной кислоты, а также веществ, которые могут влиять на скорость реакции. Однако, в рамках данной задачи мы предположим, что концентрация янтарной кислоты и других веществ, влияющих на скорость реакции, является постоянной.

Далее, используя формулу константы скорости реакции:

\[k = \frac{10}{5} = 2 \, \text{мкмоль/мг мин}\]

Теперь мы знаем значение константы скорости \(k\) при температуре 37 °С. Для расчета изменения активности фермента при температуре 400 °С, нужно найти значение константы скорости \(k\) при этой температуре с помощью уравнения Аррениуса.

Так как у нас нет данных об энергии активации \(E_a\) и предэкспоненциальном множителе \(A\), то мы не можем найти точное значение константы скорости \(k\) при температуре 400 °С. Но мы можем сделать предположение о том, что при повышении температуры на 400 °С, константа скорости увеличится.

Например, допустим, что энергия активации равна 50 кДж/моль. Универсальная газовая постоянная \(R\) равна 8,314 Дж/(моль·К). Также нужно перевести температуру в Кельвины: 400 °С + 273 = 673 К.

Подставим все значения в уравнение Аррениуса:

\[k_{400} = 2 \times \exp\left(-\frac{50 \times 10^3}{8.314 \times 673}\right)\]

Вычислим значение \(k_{400}\) при данных условиях, предполагая указанные значения энергии активации и предэкспоненциального множителя.