Indhold
Enzymer er proteiner, der arbejder for at sænke aktiveringsenergien i kemiske reaktioner, mens de ikke forbruges i reaktionen. Biologisk er enzymer essentielle molekyler, der fremskynder reaktioner i metaboliske systemer. Som et resultat undersøger enzymkinetik reaktionshastigheden af enzymer i forskellige kemiske omgivelser. Mange faktorer påvirker hastigheden af et enzym. Koncentrationen af et substrat, temperatur, hæmmere og pH påvirker tærsklen for et enzym i en kemisk reaktion. Ved hjælp af lineære forhold såsom Lineweaver-Burk-plot kan du finde den maksimale hastighed for et enzym.
Nem beregning af Vmax i Lineweaver-Burk-plot
Begynd med at plotte Michaelis-Menten-ligningen for at få en hyperbole-kurve. Brug derefter gensidigheden af Michaelis-Menten-ligningen for at opnå en hældningsafskærmningsform af enzymaktiviteten. Derefter får du hastigheden for enzymaktivitet som 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax, hvor Vo er den indledende hastighed, Km er dissociationskonstanten mellem substratet og enzymet, Vmax er den maksimale hastighed, og S er koncentrationen af underlaget.
Da hældningsafskærmningsligningen relaterer hastigheden til koncentrationen af underlaget, kan du bruge den typiske formel for y = mx + b, hvor y er den afhængige variabel, m er skråningen, x er den uafhængige variabel, og b er y-afskærmningen. Før specifik computersoftware, skal du bruge grafpapir til at tegne linjen. Nu bruger du typisk databasesoftware til at plotte ligningen. Så ved at kende den oprindelige hastighed, Vo og den forskellige koncentration af underlaget, kan du oprette en lige linje. Linjeplottet repræsenterer hældningen på Km / Vmax og y-skærmbillede af 1 / Vmax. Brug derefter gensidig gengivelse af y-skæringen til at beregne Vmax for enzymaktiviteten.
Anvendelser til Lineweaver-Burk-plot
Inhibitorer ændrer den maksimale hastighed for enzymaktiviteten hovedsageligt på to måder: konkurrencedygtigt og ikke-konkurrencepræget. En konkurrencedygtig inhibitor binder til aktiveringsstedet for et enzym, der blokerer substratet. På denne måde konkurrerer inhibitoren med underlaget for at binde til enzymstedet. Tilladelse af høj koncentration af den konkurrenceprægede inhibitor sikrer bindingen til stedet. Derfor ændrer den konkurrenceprægede inhibitor dynamikken i den enzymatiske hastighed.For det første ændrer hæmmeren hældningen og x-skæringen km og skaber en meget stejlere hældning. Den maksimale hastighed, Vmax, forbliver imidlertid den samme.
På den anden side binder en ikke-konkurrencedygtig inhibitor på et andet sted end enzymets aktiveringssted og konkurrerer ikke med substratet. Inhibitoren modificerer de strukturelle komponenter i aktiveringsstedet, der forhindrer underlaget eller et andet molekyle i at binde til stedet. Denne ændring påvirker substratets affinitet til enzymet. Ikke-konkurrencedygtige hæmmere ændrer hældningen og y-skæringen af Lineweaver-Burk-plottet, hvilket reducerer Vmax, mens y-skæringen øges med en stejlere hældning. Imidlertid forbliver x-skæringen den samme. Mens Lineweaver-Burk-plot er nyttigt på mange måder, har linjeplottet begrænsninger. Desværre begynder plottet at forvrænge hastigheder ved meget høje eller lave substratkoncentrationer, hvilket skaber ekstrapolationer på plottet.