Зависимость скорости поглощения ионов от их концентрации в среде

Скорость поглощения ионов из раствора зависит от их концентрации так же, как и скорость ферментативной реакции от концентрации субстрата (рис. 6.8), и может быть выражена уравнением Михаэлиса — Ментена:

где V — скорость поглощения иона при его определенной концентрации (С); К_тах — максимально возможная скорость поглощения при концентрации иона, стремящейся к бесконечности; К_т — константа скорости процесса.

Если по осям отложить величины, обратные V и С, то кривая принимает линейную форму. При этом прямая линия имеет наклон, равный К_т/ К_тах, и отсекает от оси ординат отрезок, равный 1/У_тах. Такая зависимость скорости поглощения от концентрации иона в растворе подтверждает возможность сто поглощения с участием белков-переносчиков.

Рис. 6.8. Зависимость скорости поглощения ионов калия корнями ячменя от их концентрации в питательном растворе¹:

1 — механизм 1; 2 — механизм 2.

Форма кривой указывает на два разных механизма поглощения. Механизм 1 работает при низких концентрациях иона и не зависит от природы и скорости поглощения соответствующего иона. Механизм 2 работает при высоких концентрациях, относительно неспецифичен и подвержен влиянию со стороны других ионов.

В присутствии другого иона с зарядом того же знака происходит снижение скорости поглощения данного иона так же, как снижается скорость ферментативной реакции в присутствии конкурентного ингибитора. Подавление поглощения иона при наличии других ионов может быть конкурентным и неконкурентным. Например, поступление NO3 может ингибироваться одновременным поглощением NH^, а также глутамином.

Поглощение данного иона в присутствии других зависит от концентрации. При низких концентрациях иона (до 5 • 10^-4 М) поглощение мало зависит от наличия в растворе другого иона. Когда концентрация иона выше (более 10~² М), при поглощении проявляется большее сродство с другими ионами.