Innehåll
Även de minsta molekylerna eller organismerna med snabb reproduktionstider kan ta lång tid att producera det du vill studera. För bakterier i en petriskål beror reaktionshastigheten på hur mycket av reaktanten som finns samt närvaron av enzymer. Hur som helst kan du använda ekvationer för att bestämma hastigheten för dessa biokemiska reaktioner.
Enzymkinematik
Inom kemi, reaktionshastigheter beskrivs med hjälp av k-värden som mäter hur snabbt en reaktion inträffar från reaktanter till produkter. För reaktioner som använder katalysatorer, biologiska föreningar som påskyndar reaktionshastigheten, hastigheten, kkatt, låter dig bestämma reaktionens maximala hastighet. De maximal reaktionshastighet, Vmax, berättar hur många molekyler som omvandlas till reaktionsprodukten när enzymet helt upplöser sig.
Enzymer uppnår dessa höga hastigheter genom att sänka aktiveringsenergin i en reaktion, den mängd energi som krävs för att reaktionen ska ske. När ett enzym binder till substratet, molekylen eller föreningarna du observerar, bildar det ett enzym-substratkomplex. De påverkar inte direkt hur mycket av reaktanten eller produktföreningarna du har, och de beror också på andra faktorer som enzymkoncentration, temperatur pH och styrka mellan joniska bindningar.
KCAT-ekvation
Reaktionshastighet låter dig skriva ekvationer för att bestämma hur olika mängder reaktanter leder till hur mycket produkter du har. För en grundläggande reaktion av xA + yB → zC (det vill säga konvertering x mol av EN med y mol av B utbyten z mol av C), skulle räntekvationen vara r = k m x n_ för reaktionshastigheten _r, hastighetskonstant k och molära koncentrationer av EN och B betecknas av parenteserna. M och n är exponenter som du bestämmer genom experiment som mäter hur snabb en reaktion inträffar. F
För det specifika fallet med en enzymkatalyserad reaktion den initiala hastigheten v0 är v0 = kkatt/ Km för initial reaktionshastighet v0. Denna hastighet berättar hastigheten för katalys i detta kkatt formel. Km är Michaelis-Menten konstant, som du antingen kan mäta experimentellt eller beräkna som substratkoncentration till hälften av den maximala hastigheten.
Konstanten får sitt namn från Michaelis-Menten-ekvationen v0 = vmax x / (Km + ) för substratkoncentration och maximal hastighet vmax berättar hur snabb en enzymatisk reaktion. När du beräknar kkatt, kan du också skriva v0 = kkatt x x / Km som en allmän metod för reaktionshastighet för koncentrationer av enzym och substrat och respektive.
Andra KCAT-ekvationsmetoder
Dessa olika ekvationer låter dig använda den som är mest lämplig för vilket ändamål du behöver, oavsett om det är bakteriernas reproduktionshastighet eller antändningshastigheten mellan bränslen och gas. Du kan till och med använda dessa ekvationer i att kombinera både experimentella observationer med teoretiska modeller och beräkningar. Du kan lära dig om betydelsen av Michaelis Menten-ekvationsmetoderna genom dessa olika sätt att definiera reaktionshastighet.
De kkatt ekvation tjänar grunden för att skapa bioreaktorer. Det här är system som låter mikroorganismer växa i en optimal miljö, ett som kan producera så mycket produkt som möjligt. Bioreaktorer används till och med för att göra jäsade livsmedel i vissa asiatiska länder.
Det är i allmänhet mycket svårt eller omöjligt att avgöra innebörden av Km utan mer information. Forskare använder förhållandet kcat / Km att mäta hur specifikt och effektivt ett enzym binder till ett substrat. Detta förhållande, känt som specificitetskonstanten kSP, låter dig reformera Michaelis-Menten-ekvationen som v = kSP/ (1 + kSP/ kkatt) att mäta mer exakta värden på kSP.