Sisältö
Entsyymit ovat proteiineja, jotka vähentävät aktivoitumisenergiaa kemiallisissa reaktioissa, vaikka niitä ei kuluteta reaktiossa. Biologisesti entsyymit ovat välttämättömiä molekyylejä, jotka nopeuttavat reaktioita aineenvaihduntajärjestelmissä. Tuloksena entsyymikinetiikka tutkii entsyymien reaktionopeutta erilaisissa kemiallisissa olosuhteissa. Monet tekijät vaikuttavat entsyymin nopeuteen. Substraatin konsentraatio, lämpötila, estäjät ja pH vaikuttavat entsyymin kynnykseen kemiallisessa reaktiossa. Lineaaristen suhteiden, kuten Lineweaver-Burk-käyrän avulla, löydät entsyymin enimmäisnopeuden.
Helppo Vmax: n laskeminen Lineweaver-Burk-tontissa
Aloita piirtämällä Michaelis-Menten-yhtälö saadaksesi hyperbole-käyrän. Käytä sitten Michaelis-Menten-yhtälön vastavuoroisuutta saadaksesi entsyymiaktiivisuuden kaltevuusradan muoto. Seuraavaksi saadaan entsyymiaktiivisuuden nopeus muodossa 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax, missä Vo on lähtönopeus, Km on substraatin ja entsyymin välinen dissosiaatiovakio, Vmax on suurin nopeus, ja S on substraatin konsentraatio.
Koska kaltevuusraja-yhtälö kuvaa nopeuden substraatin pitoisuuteen, voit käyttää tyypillistä kaavaa y = mx + b, jossa y on riippuvainen muuttuja, m on kaltevuus, x on riippumaton muuttuja ja b on y-leikkaus. Ennen erityisiä tietokoneohjelmistoja piirtäisit viivan graafisella paperilla. Nyt käytät tyypillistä tietokantaohjelmistoa yhtälön piirtämiseen. Joten, kun tiedät alkuperäisen nopeuden, Vo ja substraatin eri pitoisuudet, voit luoda suoran. Viivakaavio edustaa Km / Vmax: n kaltevuutta ja 1 / Vmax: n y-leikkausta. Seuraavaksi lasketaan y-leikkauksen edestakaisin entsyymiaktiivisuuden Vmax.
Käytetään Lineweaver-Burk-tonttiin
Estäjät muuttavat entsyymiaktiivisuuden enimmäisnopeutta pääasiassa kahdella tavalla: kilpailukykyisesti ja kilpailukyvyttömästi. Kilpaileva inhibiittori sitoutuu substraattia estävän entsyymin aktivaatiopaikkaan. Tällä tavalla inhibiittori kilpailee substraatin kanssa sitoutuakseen entsyymikohtaan. Kilpailevan estäjän korkean pitoisuuden salliminen varmistaa sitoutumisen kohtaan. Näin ollen kilpaileva inhibiittori muuttaa entsymaattisten nopeuksien dynamiikkaa.Ensinnäkin inhibiittori muuttaa kaltevuutta ja x-leikkauskohtaa Km luomalla paljon jyrkemmän kaltevuuden. Enimmäisnopeus, Vmax, pysyy kuitenkin samana.
Toisaalta ei-kilpailukykyinen inhibiittori sitoutuu eri kohtaan kuin entsyymin aktivaatiokohta eikä kilpaile substraatin kanssa. Inhibiittori modifioi aktivaatiokohdan rakenteellisia komponentteja estäen substraatin tai toisen molekyylin sitoutumisen kohtaan. Tämä muutos vaikuttaa substraatin affiniteettiin entsyymiin. Ei-kilpailukykyiset estäjät muuttavat Lineweaver-Burk-käyrän kaltevuutta ja y-leikkausta vähentämällä Vmax-arvoa samalla kun lisäävät y-leikkausta suuremmalla jyrkkyydellä. Kuitenkin x-leikkaus pysyy samana. Vaikka Lineweaver-Burk-käyrä on hyödyllinen monella tavalla, linjapiirrossa on rajoituksia. Valitettavasti kuvaaja alkaa vääristää nopeuksia erittäin korkeilla tai alhaisilla substraattipitoisuuksilla, mikä luo ekstrapolointeja kuvaajalle.