Zawartość
Enzymy to białka, które działają w celu obniżenia energii aktywacji w reakcjach chemicznych, ale nie są zużywane w reakcji. Biologicznie enzymy są niezbędnymi cząsteczkami, które przyspieszają reakcje w układach metabolicznych. W rezultacie kinetyka enzymów bada szybkość reakcji enzymów w różnych warunkach chemicznych. Wiele czynników wpływa na szybkość enzymu. Stężenie substratu, temperatura, inhibitory i pH wpływają na próg enzymu w reakcji chemicznej. Za pomocą zależności liniowych, takich jak wykres Lineweavera-Burka, można znaleźć maksymalną szybkość enzymu.
Łatwość obliczania Vmax na wykresie Lineweavera-Burka
Rozpocznij od wykreślenia równania Michaelisa-Mentena, aby uzyskać krzywą hiperboli. Następnie użyj odwrotności równania Michaelisa-Mentena, aby uzyskać formę aktywności enzymu przechwytującą nachylenie. Następnie uzyskasz szybkość aktywności enzymu jako 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax, gdzie Vo jest początkową szybkością, Km jest stałą dysocjacji między substratem a enzymem, Vmax jest maksymalnym szybkość, a S to stężenie substratu.
Ponieważ równanie nachylenie-nachylenie wiąże szybkość ze stężeniem podłoża, można użyć typowej formuły y = mx + b, gdzie y jest zmienną zależną, m jest nachyleniem, x jest zmienną niezależną, a b jest punkt przecięcia y. Przed określonym oprogramowaniem komputerowym do narysowania linii należy użyć papieru milimetrowego. Teraz używasz typowego oprogramowania bazy danych do wykreślenia równania. Tak więc znając początkową szybkość, Vo i różne stężenie podłoża, możesz utworzyć linię prostą. Wykres liniowy przedstawia nachylenie Km / Vmax i punkt przecięcia y 1 / Vmax. Następnie użyj odwrotności punktu przecięcia y, aby obliczyć Vmax aktywności enzymu.
Wykorzystuje wykres Lineweavera-Burka
Inhibitory zmieniają maksymalną szybkość aktywności enzymu głównie na dwa sposoby: konkurencyjny i niekonkurencyjny. Konkurencyjny inhibitor wiąże się z miejscem aktywacji enzymu blokującego substrat. W ten sposób inhibitor konkuruje z substratem, wiążąc się z miejscem enzymu. Zezwolenie na wysokie stężenie konkurencyjnego inhibitora zapewnia wiązanie z miejscem. Zatem konkurencyjny inhibitor zmienia dynamikę szybkości enzymatycznej.Najpierw inhibitor modyfikuje nachylenie i punkt przecięcia x Km, tworząc znacznie bardziej strome nachylenie. Jednak maksymalna stawka, Vmax, pozostaje taka sama.
Z drugiej strony niekonkurencyjny inhibitor wiąże się w innym miejscu niż miejsce aktywacji enzymu i nie konkuruje z substratem. Inhibitor modyfikuje elementy strukturalne miejsca aktywacji, zapobiegając wiązaniu się substratu lub innej cząsteczki z miejscem. Ta zmiana wpływa na powinowactwo substratu do enzymu. Niekonkurencyjne inhibitory zmieniają nachylenie i punkt przecięcia y wykresu Lineweavera-Burka, zmniejszając Vmax, a jednocześnie zwiększając punkt przecięcia y bardziej stromym nachyleniem. Jednak punkt przecięcia x pozostaje taki sam. Chociaż wykres Lineweaver-Burk jest użyteczny na wiele sposobów, wykres liniowy ma ograniczenia. Niestety, wykres zaczyna zniekształcać prędkości przy bardzo wysokich lub niskich stężeniach substratu, tworząc ekstrapolacje na wykresie.