ВЛИЯНИЕ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СУБСТРАТА НА КАТАЛАЗНОЙ РЕАКЦИИ В СУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ (ПРОВИНЦИЯ ЫГДЫР, ТУРЦИЯ). I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КИНЕТИКИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ В ПОЧВЕ

В работе изложены классические и современные представления моделирования ферментативных процессов и определения начальной скорости ферментативной реакции графическими и аналитическими методами. Приводятся методики определения начальной скорости ферментативной реакции в почвах. В отличие от аналитического метода Ньютона-Греогори предлагается новый метод определения начальных скоростей реакции, катализируемых ферментами. Для этой цели, рекомендуются наиболее часто используемые моделирования: гиперболический, биномиальный, биномиально-параболические многочлены 5-и и 6-и степени, псевдополиномы 5-и и 6-и степени модели. Предложено использование пакетной программы на ЭВМ для вычисления кинетических параметров. Показана перспективность использования математического моделирования при изучении ферментативных реакций в почве.

1. Michaelis, L. and Menten, M.L. Die Kinetik der Invertinwirkung// Biochem. 1913. – № 49. – РР. 333-369.

2. Briggs G.E., and Haldane J.B.S. A note on the kinetics of enzyme action// Biochem J. – 1925. – РР. 338–339.

3. Яковлев В.А. Кинетика ферментативного катализа. – Москва: Наука, 1965. – 248 с.

4. Tabatabai M. A., Bremner J. M. Michaelis constants of soil enzymes// Soil Biol. Biochem. – 1971. – V 3. - № 4. – PP. 317–323.

5. Хазиев Ф.Х., Агафарова Я.М., Константы Михаэлиса почвенных ферментов// Почвоведение. – 1976. – № 8. – С. 150–157.

6. Асеева И.В., Паников Н. С. Кинетика ферментативных процесов распада нуклеиновых кислот в почве/ В кн.: Экологические условия и ферментативная активность почв. – Уфа, 1979. – С. 112–125.

7. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативнои кинетики. – М.: Мир, 1979. – 280 с.

8. Алиев С. А., Гаджиев Д. А., Микаиылов Ф. Д. Кинетические показатели активности каталазы в основных типах почв Азербаиджанскои ССР// Почвоведение. – 1981. – № 9. – С. 107–112.

9. Алиев С. А., Гаджиев Д. А., Микаиылов Ф. Д. Кинетические и термодинамические характеристики ферментов инвертазы и уреазы в почвах Азербаиджанскои ССР// Почвоведение.– 1984. – № 11. – С. 55–66.

10. Келети Т. Основы ферментативнои кинетики. – Москва: Мир, 1990. – 352 с.

11. Курскии М.Д., Костерин С.А., Рыбальченко В.К. Биохимическая кинетика. Киев: Вища школа, 1977. – 261 с.

12. Kussainova, M., Er, F., Mikailsoy, F. Assessment of the basic kinetic of catalase in the soil (Province of Konya, Turkey)// The 10 th Int Soil Science Congress on “Environment and Soil Resources Conservation”. – Almaty, 2018. – PP. 110–117.

13. Микаиылoв Ф. Оценка основных кинетических параметров каталазы в почве// Живые и биокосные системы. – 2018. 25(3). – C. 1–7.

14. Хазиев Ф.Х. О кинетике ферментативных процессов в почвах// Известия Уфимского Научного Ценьтра РАН. – 2018. – № 3. – С. 45–51.

15. Yun K.I., Han T.S. Relationship between enzyme concentration and Michaelis constant in enzyme assays// Biochimie. – 2020. – P. 12–20.

16. Yano D., Suzuki T. Kinetic analyses of the substrate inhibition of paramecium arginine kinase// Protein J. – 2018. – 37. P. 581–588.

17. Cornish-Bowden, A. The origins of enzyme kinetics// FEBS Letters. – 2013. – P. 2725–2730.

18. Микаиылoв Ф.Д., Хабиров И.К. Некоторые вопросы моделирования ферментативных процессов в почве// Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем: матер. III Междунар.науч. –прак. конф. – Иркутск, 2011. – С. 166–171.

19. Kızılkaya R, Samofalova I, Mudrykh N, Mikailsoy F, Akça I, Sushkova S, Minkina T. Assessing the impact of azadirachtin application to soil on urease activity and its kinetic parameters//Turkish Journal of Agriculture and Forestry. – 2015. P. 976 – 983.

20. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. – М.: Наука, 1976. – 180 с.

21. Хазиев Ф.Х. Особенности динамики ферментативнои активности черноземов в Предуралье// Почвоведение. – 1977. – № 10. – С. 114–125.

22. Хазиев Ф.Х. Системно-экологическии анализ ферментативнои активности почв. – М.: Наука, 1982. – 204 с.

23. Хазиев Ф.Х. Методы почвеннои энзимологии. – М.: Наука, 2005. – 254 с.

24. Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. – М.: Изд-во АН СССР, 1958. – 464 с.

25. Козлов К.А. Биологическая активность почвы// Известия АН СССР. Сер. биол. наук. – 1966. – № 5. – С. 719-733.

26. Кацнельсон Р.С., Ершов В.В. Исследование микрофлоры целинных и окультуренных почв Карельскои АССР// Биологическая активность почв КАССР/ (Микробиология. – 1958. – Т. 27. – Вып. 1. – С. 82-88.

27. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. – Ереван: Аиастан, 1974. – Вып. 8. – 275 с.

28. Пеиве Я.В. Биохимия почв. – М.: Сельхозгиз, 1961, – 422 с.

29. Галстян А.Ш. Об инактивации ферментов почв//Докл. АН АрмССР. – 1965а. – Т.40, –№ 1. – С. 39–42.

30. Звягинцев Д.Г. Иммобилизованные ферменты в почвах// В кн.: Микробные метаболиты. – М.: Изд-во МГУ, 1979. – С. 31 –46.

31. Дробник Я. Расщепление крахмала энзиматнческим комплексом почв// Folia biologica. – 1955. – Т. 1. – № 6. – С. 24–40.

32. Hoffmann Е., und Seegerer A. Uber das Enzymsystem unserer Kulturboden. I: Saccharase// Biochem. Ztschr. –1951. – Bd. 322. – Nr. 1. – S. 174–179.

33. Kiss St. Ujabb adatok a talajszaharaz es a talaj-α-glukozidaz (β-maltaz) azonossagiaval szemben// Stud. Univ. Babcs-Bolyai. Scr. bot. - 1958. - Vol. 3. - № 7. P. 51–55.

34. Купревич В.Ф. Внеклеточные ферменты корнеи высших автотрофных растении // ДАН СССР. – 1949. – Т. 68. – № 5. – С. 953-956.

35. Купревич В.Ф. Биологическая активность почвы и методы ее определения//Доклады АН СССР. – 1951. – Т. 79. – № 5. – С. 863–866.

36. Галстян А.Ш. Изучение сравнительнои активности каталазы в некоторых типах почв Армении// Доклады АН АрмССР. – 1956. – Т.23. - №2. – С. 62–65.

37. Runov, E.V., and Terekhov, O.S. The question of the catalasc activity of several forest soils// Soviet Soil Sci. – 1960. – № 9. – P. 974–978.

38. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. - М.: Мир, 1982. – Т. 1-3. – 1120 с.

39. Johnson, J. L. and Temple. K.L. Some variables affecting measurement of ‘catalase activity’ in soil// Soil Sci. Soc. Am. Proc. – 1964. – № 28. – P. 207–209.

40. Купревич В. Ф., Щербакова Т.А. Почвенная энзимология. – Минск: Наука и техника, 1966. – 275 с.

41. Beck T.H. The determination of catalase activity in soils// J. Plant Nutr. Soil Sci. – 1971. –№ 130. – P. 68–81.

42. Burns R.G. Enzyme activity in soils: some theoretical and practical considerations// In: Soil Enzymes (Eds: R.G. Burns). – London, Academic Press, 1978. – P. 295–326.

43. Alef K. and Nannipieri P. Catalase activity// Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. – London: Academic Press. – 1995. – Р. 362–363.

44. Галстян А.Ш. Унификация методов определения активности ферментов почв// Почвоведение. – 1978. –№ 2. – C. 107–114.

45. Инишева Л.И., Ивлева С.Н., Щербакова Т.А. Руководство по определению ферментативнои активности торфяных почв и торфов. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. – 119 с.

46. Галстян А.Ш. Роль ферментов в процессах образования соды в почве// Почвоведение. – 1967. – № 5. – С. 89–96.

47. Сингх И., Саха С.К., Де С.К. Аактивность каталазы α-гумуса аллювиальнои почвы в присутствии солеи Ca, N, Р, К.//Почвоведение. – 1982. – № 11. – C. 101–103.

48. Henri V. Theorie generale de l‘action de quelques diastases// CR Hebd. Seances Acad. Sci. – 1902. – P. 916–919.

49. Brown A.J. Enzyme action// J. Chem. Soc. –1902. –81. – PP. 373–388.

50. Henri V. Lois generales de l’action des diastases, Librairie Scientifique A. Hermann. – Paris, 1903. – 129 р.

51. Жирякова М.В., Тифлова Л.А., Белова В.М., Скокан Е.В. Исследование кинетики ферментативнои реакции. – М.: Изд-во, Хим фак. МГУ, 2020. – 30 с.

52. Огурцов А. Н. Физико-химические основы биотехнологии. Биокинетика . Харьков: НТУ «ХПИ», 2017. – 368 с.

53. Баирамов В.М. Основы химическои кинетики и катализа. – М.: Издательскии центр «Академия», 2003. – 256 с.

54. Koshland DE Jr, Nemethy G, Filmer D. Comparison of experimental binding data and theoretical models in proteins containing subunits// Biochemistry. – 1966. – №5. Р. 365–385.

55. Goldbeter A., Koshland DE Jr. An amplified sensitivity arising from covalent modification in biological systems// Proc Natl Acad Sci. – 1981. – № 78. – Р. 6840–6844.

56. Рубин А. Б., Пытьева Н. Ф., Ризниченко Г. Ю. Кинетика биологических процессов: Учеб. пособие. – 2-е изд. – М.: Изд-во МГУ, 1977. – 328 с.

57. Березин И. В., Клесов А.А. Практическии курс химическои и ферментативнои кинетики. – М.: Изд-во МГУ, 1976. – 320 с.

58. Колинько П.А., Козлов Д. В. Химическая кинетика в курсе физическои химии. –Новосибирск: Нов Гос. Унив., 2013. – 99 с.

59. Березин И.В., Мартинек К. Основы физическои химии ферментативного катализа. – М. : Высшая школа, 1977. – 280 с.

60. Романовскии, Ю.М., Степанова, Н.В., Чернавскии, Д.С. Математическая биофизика. – М.: Наука, Главная редакция физико-математическои литературы, 1984. – 304 с.

61. Haldane J.B.S. Enzymes– London, Longmans Green, 1930. – PP. 28–53, 74–92.

62. Lineweaver, H., Burk, D. The determination of enzyme disso-ciation constants// J Am Chem Soc. – 1930. – № 56(3). – PP. 658–666.

63. Yano T., Nakahara T., Kamiyama S., Yamada K. Kinetic studies on microbial activities in concentrated solutions. I. Effect of excess sugars on oxygen uptake rate of a cell-free respiratory system//Agricultural and Biological Chemistry. – 1966. – №30. – PP. 43-48.

64. Wang J.L., Wan W. The effect of substrate concentration on biohydrogen production by using kinetic models// Science in China Series B: Chemistry. – 2008. –№ 51(11). – PP. 1110–1117.

65. Tazdaıt D., Abdi N., Grib H., Lounici H., Pauss A., Mameri N. Comparison of different models of substrate inhibition in aerobic batch biodegradation of malathion// Turk. J. Eng. Environ. Sci. – 2013. –№ 37. – PP. 221–230.

66. Карахим С. A. Об истинных и кажущихся константах Михаэлиса в энзимо логии. І. Отличительные признаки// Укр. біохім. журн. – 2011. – Т. 83. - № 5. – С. 94–109.

67. Reed M.C., Lieb A, Nijhout H.F. The biological significance of substrate inhibition: a mechanism with diverse functions// Bioessays. – 2010. - PP. 422–429.

68. Fromm H.J. Summary of kinetic reaction mechanisms// Methods in Enzymology. – 1979. – V. 63. – PP. 42 – 53.

69. Tuşat E., Mikailsoy F. An investigation of the criteria used to select the polynomial modelsemployed in local GNSS/ leveling geoid determination studies// Arabian J. Geosciences. – 2019. –№ 8(24). – PP. 801.